PL226976B1

PL226976B1 - Sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowego dousuwania 4 -chloroaniliny zfazy wodnej

Info

Publication number: PL226976B1
Application number: PL408237A
Authority: PL
Inventors: Kamil Czech; Magdalena Garnuszek; Beata Szczepanik; Piotr M. Słomkiewicz
Original assignee: Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2017-10-31
Also published as: PL408237A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowego ze zwietrzeliny haloizytowej do usuwania 4-chloroaniliny z fazy wodnej.

Powszechnie znaną i jedną z najbardziej efektywnych metod usuwania zanieczyszczeń z wody jest adsorpcja z wykorzystaniem różnych adsorbentów. Surowe i modyfikowane adsorbenty naturalne, np. ziemie krzemionkowe, bentonitowe, zwietrzeliny bazaltowe, węgle aktywne, mogą być stosowane w procesach oczyszczania wody, ścieków i powietrza.

Haloizyt jest naturalnie występującym minerałem ilastym, cechuje się dużą porowatością oraz powierzchnią właściwą, wysoką zdolnością pochłaniania substancji szkodliwych, odpornością chemiczną w szerokim zakresie pH i dużą jonowymiennością. Ze względu na dostępność i stosunkowo niski koszt produkcji, modyfikowany haloizyt może być wykorzystany do usuwania toksycznych związków z gleb i wód.

Monochloroaniliny są wykorzystywane przy produkcji barwników, środków chemicznych stosowanych w rolnictwie oraz środków bakteriobójczych i farmaceutycznych. Związki te i produkty ich rozpadu są obecne w ściekach. Ze względu na ich toksyczność jest konieczne doskonalenie metod ich degradacji.

4-Chloroanilina jest stosowana jako półprodukt w produkcji herbicydów i środków owadobójczych (np. monuronu, diflubenzuronu, monolinuronu), barwników azowych i pigmentów oraz produktów farmaceutycznych i kosmetycznych. Jest uwalniana do środowiska (wód powierzchniowych i podziemnych, gleby i powietrza) z wielu źródeł przemysłowych. Łatwo ulega bioakumulacji w glebie i wodzie. Wśród monochloroanilin, 4-chIoroanilina wykazuje się największą toksycznością. Jest rozpuszczalna w wodzie i w obecności światła i powietrza ulega degradacji, co powoduje, że do środowiska dostają się produkty degradacji, często o nieznanym oddziaływaniu na organizmy żywe. Działa toksycznie przez drogi oddechowe, w kontakcie ze skórą i po połknięciu. Powtarzający się kontakt z tym związkiem prowadzi u ludzi do sinicy i uszkodzeń krwi, wątroby, śledziony oraz nerek.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie metody wytwarzania adsorbentu ze zwietrzeliny haloizytowej do usuwania 4-chloroaniliny z fazy wodnej.

Sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowego ze zwietrzeliny haloizytowej do usuwania 4-chloroaniliny z fazy wodnej polegający na suszeniu 10 części wagowych surowej zwietrzeliny haloizytowej do zawartości wody 15% wag. i rozdrabnianiu, a po oddzieleniu frakcji o średnicy ziaren 0,1-0,2 mm do 5 części wagowych otrzymanej frakcji i dodaniu 3 części wody destylowanej, i mieszaniu całości do uzyskania jednorodnej masy, charakteryzuje się tym, że do 8 części wagowych otrzymanej jednorodnej masy składającej się ze zwietrzeliny haloizytowej i z wody destylowanej dodaje się 3 części wagowe roztworu wodnego kwasu solnego o stężeniu 15% wagowych i miesza się ogrzewając do temperatury 333 K przez 180 min., a po oddzieleniu ługu poreakcyjnego preparat haloizytowy zawiera związki żelaza poniżej 9,1% wagowych i do 5 części wagowych tego preparatu haloizytowego dodaje się 6 części wagowych technicznego kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 50% wagowych i miesza się ogrzewając w temperaturze 383 K przez 180 min., a po oddzieleniu cieczy poreakcyjnej, otrzymany adsorbent przemywa się wodą do pH = 4,0-5,0.

Zaletą wynalazku jest zastosowanie zwietrzeliny haloizytowej do adsorpcji 4-chloroaniliny z fazy wodnej. Za pomocą kwasu solnego usuwa się ze zwietrzeliny haloizytowej zanieczyszczenia związkami żelaza do poziomu, w którym jest możliwe przeprowadzenie aktywacji technicznym kwasem siarkowym. W wyniku trawienia tym kwasem, zmniejsza się stosunek równoważników atomowych Si/Al z ok. 1:1 (charakteryzującej surowy haloizyt) do ok. 3:1 (co przypisuje się usunięciu jonów Al³⁺), i w rezultacie doprowadza się do wytworzenia aktywnej powierzchni adsorbentu. Jako adsorbent aktywowana zwietrzelina haloizytowa wykazuje znacząco lepsze właściwości adsorpcyjne w stosunku do 4-chloroaniliny w porównaniu do adsorbentów węglowych. Zaletą wynalazku jest także to, że aktywowana zwietrzelina haloizytowa, jako adsorbent, może usuwać zanieczyszczenia organiczne, takie jak 4-chloroanilina w sposób trwały (bardzo mały procent desorpcji), co pozwala stosować tańszy adsorbent haloizytowy do bezpiecznego i trwałego usuwania jej ze ścieków wodnych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania.

części wagowych surowej zwietrzeliny haloizytowej suszy się do zawartości wody 15% wag., rozdrabnia się w młynie kulowym i oddziela się frakcję o średnicy ziaren 0,1-0,2 mm. Następnie do 5 części wagowych otrzymanej frakcji dodaje się 3 części wody destylowanej i miesza się do uzyskania jednorodnej masy. W reaktorze szklanym z mieszadłem do 8 części wagowych otrzymanej jednoPL 226 976 B1 rodnej masy składającej się ze zwietrzeliny haloizytowej i z wody destylowanej dodaje się 3 części wagowe roztworu wodnego kwasu solnego o stężeniu 15% wagowych i miesza się ogrzewając do temperatury 333 K przez 180 min. Po oddzieleniu ługu poreakcyjnego preparat haloizytowy zawiera związki żelaza poniżej 9,1% wagowych. Następnie do 5 części wagowych preparatu haloizytowego dodaje się 6 części wagowych technicznego kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 50% wagowych i miesza się ogrzewając w temperaturze 383 K przez 180 min. w reaktorze szklanym z mieszadłem, i po oddzieleniu cieczy poreakcyjnej, otrzymany adsorbent przemywa się wodą do pH = 4,0-5,0.

₃

Do wodnego roztworu 4-chloroaniliny o stężeniu ok. 20 mg/dm³ umieszczonego w reaktorze chemicznym dodano 1% wagowy otrzymanego według powyższej preparatyki adsorbentu ze zwietrzeliny haloizytowej. Roztwór 4-chloroaniliny z adsorbentem mieszano przez 24 godz., celem osiągnięcia równowagi adsorpcyjnej. W roztworze po adsorpcji stężenie 4-chloroaniliny zmniejszyło się o 69% w porównaniu ze stężeniem początkowym.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

1. Sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowego ze zwietrzeliny haloizytowej do usuwania 4-chloroaniliny z fazy wodnej polegający na suszeniu 10 części wagowych surowej zwietrzeliny haloizytowej do zawartości wody 15% wag. i rozdrabnianiu, a po oddzieleniu frakcji o średnicy ziaren 0,1-0,2 mm do 5 części wagowych otrzymanej frakcji i dodaniu 3 części wody destylowanej, i mieszaniu całości do uzyskania jednorodnej masy, znamienny tym, że do 8 części wagowych otrzymanej jednorodnej masy składającej się ze zwietrzeliny haloizytowej i z wody destylowanej dodaje się 3 części wagowe roztworu wodnego kwasu solnego o stężeniu 15% wagowych i miesza się ogrzewając do temperatury 333 K przez 180 min., a po oddzieleniu ługu poreakcyjnego preparat haloizytowy zawiera związki żelaza poniżej 9,1% wagowych i do 5 części wagowych tego preparatu haloizytowego dodaje się 6 części wagowych technicznego kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 50% wagowych i miesza się ogrzewając w temperaturze 383 K przez 180 min., a po oddzieleniu cieczy poreakcyjnej, otrzymany adsorbent przemywa się wodą do pH = 4,0-5,0.