RU2060816C1

RU2060816C1 - Process for preparing sorbent

Info

Publication number: RU2060816C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Вольхин; С.А. Колесова; Е.А. Шульга; И.С. Глушанкова; В.В. Аликин; Т.С. Соколова; В.Ф. Олонцев; В.В. Солнцев; Е.А. Фарберова; В.Р. Нурулин; Т.И. Фролова; И.С. Саулина; О.А. Корьева
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт углеродных сорбентов
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: purification of water, more particularly purification of water from radiactive cesium ions. SUBSTANCE: process for preparing sorbents comprises depositing transition metal hexacyanoferrate onto porous support surface by excessively impregnating it with solutions of transition metal salt and potassium hexacyanoferrate and treating it with copper (II) sulfate solution. EFFECT: more efficient preparation process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки воды, а именно для очистки питьевой воды от ионов радиоактивного цезия. The invention relates to methods for producing sorbents for water purification, namely for the purification of drinking water from radioactive cesium ions.

Известен способ получения ферроцианидного сорбента на полимерной органической основе путем последовательной обработки основы концентрированными растворами солей меди и ферроцианида щелочного металла. A known method of producing a ferrocyanide sorbent on a polymer organic basis by sequential treatment of the base with concentrated solutions of copper salts and alkali metal ferrocyanide.

Сорбент, полученный таким способом, предназначен для очистки промышленных растворов и сточных вод от ионов радиоактивного цезия и не может быть использован для очистки питьевой воды, так как в процессе эксплуатации выделяет в очищаемую воду токсичные гексацианоферратионы в количестве, превышающем нормы и требования, предъявляемые к качеству питьевой воды. The sorbent obtained in this way is intended for the purification of industrial solutions and wastewater from radioactive cesium ions and cannot be used for the purification of drinking water, since during operation it releases toxic hexacyanoferrations in the amount of water that exceeds the norms and requirements for quality drinking water.

Наиболее близким к изобретению является способ получения сорбента, который включает пропитку носителя горячим насыщенным раствором соли металла, сушку полупродукта и его последующую обработку насыщенным раствором гексацианоферрата калия. Closest to the invention is a method for producing a sorbent, which comprises impregnating the carrier with a hot saturated solution of a metal salt, drying the intermediate and its subsequent treatment with a saturated solution of potassium hexacyanoferrate.

Обнаружено, что сорбент, полученный по способу-прототипу, имеет низкую химическую устойчивость, что приводит к загрязнению очищаемой воды токсичными гексацианоферрат ионами. Указанный недостаток ограничивает область применения сорбента и не позволяет использовать его для очистки питьевой воды. It was found that the sorbent obtained by the prototype method has low chemical resistance, which leads to contamination of the purified water with toxic hexacyanoferrate ions. This drawback limits the scope of the sorbent and does not allow its use for the purification of drinking water.

Задача изобретения создание химически устойчивого сорбента, обеспечивающего эффективную очистку питьевой воды от ионов радиоактивного цезия и предотвращение ее загрязнения токсичными ионами гексацианоферрата. The objective of the invention is the creation of a chemically stable sorbent that provides effective purification of drinking water from ions of radioactive cesium and the prevention of its pollution with toxic ions of hexacyanoferrate.

Для этого способ получения сорбента, включающий осаждение гексацианоферрата переходного металла на поверхности пористого носителя путем последовательной пропитки его растворами соли переходного металла и гексацианоферрата калия, отличается тем, что полученный продукт дополнительно обрабатывают раствором сульфата меди (II). To this end, a method of producing a sorbent, including the deposition of transition metal hexacyanoferrate on the surface of a porous support by successively impregnating it with solutions of a transition metal salt and potassium hexacyanoferrate, is characterized in that the resulting product is further treated with a solution of copper (II) sulfate.

Как оказалось, эта операция приводит к довольно сложным кристаллохимическим превращениям активного компонента на поверхности носителя, что повышает химическую устойчивость сорбента по отношению к воде. As it turned out, this operation leads to rather complex crystallochemical transformations of the active component on the surface of the carrier, which increases the chemical stability of the sorbent with respect to water.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Носитель заливают раствором соли переходного металла, например железа (III) или меди (II), перемешивают и выдерживают в течение 10-15 мин, затем заливают раствором гексациано-(II) феррата щелочного металла, перемешивают и выдерживают 20-25 мин и полученный продукт дополнительно обрабатывают раствором сульфата меди (II) при перемешивании. Полученные сорбенты отмывают водой и высушивают. The carrier is poured with a solution of a salt of a transition metal, for example, iron (III) or copper (II), stirred and incubated for 10-15 minutes, then filled with a solution of hexacyano (II) alkali metal ferrate, mixed and incubated for 20-25 minutes and the resulting product additionally treated with a solution of copper sulfate (II) with stirring. The resulting sorbents are washed with water and dried.

В качестве носителя используются пористые материалы, широко применяемые для очистки питьевой воды: активные угли, силикагели и др. В случае использования в качестве носителя силикагеля после каждой операции следует проводить сушку полупродуктов. As a carrier, porous materials are widely used for purification of drinking water: activated carbons, silica gels, etc. In the case of using silica gel as a carrier, drying of intermediates should be carried out after each operation.

Сорбент, полученный предлагаемым способом, обладает хорошими адсорбционными свойствами, обеспечивает высокую степень очистки питьевой воды от ионов радиоактивного цезия. Его высокая химическая устойчивость по отношению к воде позволяет в процессе эксплуатации практически полностью исключить вымывание в воду токсичных гексацианоферрат ионов. The sorbent obtained by the proposed method has good adsorption properties, provides a high degree of purification of drinking water from ions of radioactive cesium. Its high chemical resistance to water allows during operation to completely eliminate the leaching of toxic hexacyanoferrate ions into water.

Промышленная применимость предлагаемого способа подтверждается следующими примерами. The industrial applicability of the proposed method is confirmed by the following examples.

П р и м е р 1. 350 г угля БАУ-МФ по ГОСТ 6217-74 обрабатывают 371 см³ насыщенного раствора сульфата меди при (55-60)^оС, перемешивают в течение 15 мин и приливают 437 см³ насыщенного раствора гексациано-(II) феррата калия при (55-60)^оС, вновь перемешивают 20-25 мин, после чего добавляют 840 см³ раствора сульфата меди с концентрацией 0,2 моль/дм³ при комнатной температуре. Полученный сорбит отмывают 5,0 дм³ воды и высушивают (таблица, образец 1).EXAMPLES EXAMPLE 1 350 g of carbon BAU-MF GOST 6217-74 treated with 371 cm ³ of saturated copper sulfate solution with (55-60) ^C, stirred for 15 min and poured in 437 ^cm3 of saturated solution geksatsiano- (II) with potassium ferrate (55-60) ^C, again stirred for 20-25 minutes after which was added 840 cm ³ of solution of copper sulphate at a concentration of 0.2 mol / dm ³ at ambient temperature. The resulting sorbitol is washed with 5.0 dm ^{3 of} water and dried (table, sample 1).

П р и м е р 2. 400 г активированного гранулированного угля AГ-5 по ГОСТ 20777-75 обрабатывают 148 см³ насыщенного раствора сульфата меди при (60-70)^оС перемешивают в течение 15 мин и приливают 175 см³ насыщенного раствора гексациано-(II) феррата калия при (50-55)^оС, вновь перемешивают 20-25 мин, после чего добавляют 168 см³ раствора сульфата меди с концентрацией 33 г/см³ при (20-25)^оС. Полученный продукт промывают водой и сушат на воздухе (таблица, образец 2).PRI me R 2. 400 g of activated granulated carbon AG-5 in accordance with GOST 20777-75 process 148 cm ^{3 of a} saturated solution of copper sulfate at (60-70) ^about With stirred for 15 minutes and add 175 cm ^{3 of a} saturated solution of hexacyano - (II) with potassium ferrate (50-55) ^C, again stirred for 20-25 minutes after which was added 168 cm ³ of solution of copper sulphate at a concentration of 33 g / cm ³ at (20-25) ^on C. The resulting product was washed water and dried in air (table, sample 2).

П р и м е р 3. 5 г активированного силикагеля, крупнопористого (АСК, ГОСТ 3956-76) обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди при (20-25)^оС, перемешивают в течение 15 мин и высушивают при (70-80)^оС. Полученный полупродукт охлаждают до комнатной температуры и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора гексациано-(II) феррата калия, затем снова сушат при температуре не выше 50^оС и дополнительно обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди при непрерывном перемешивании. Полученный сорбент высушивают при (50-55)^оС (таблица, образец 3).PRI me R 3. 5 g of activated silica gel, large-pore (ASA, GOST 3956-76) is treated with 5 cm ^{3 of a} 0.4 M solution of copper sulfate at (20-25) ^about C, stirred for 15 minutes and dried at (70-80) ^on C. The resulting crude product was cooled to room temperature and treated with 5 cm ³ of a 0.4 M solution geksatsiano- (II) potassium ferrate, and then dried again at a temperature not higher than 50 ^{° C} and further treated with 5 cm ³ 0, 4 M solution of copper sulfate with continuous stirring. The resulting sorbent is dried at (50-55) ^{° C} (Table, Sample 3).

П р и м е р 4. 5 г активированного силикагеля, крупнопористого (АСК, ГОСТ 3956-76) обрабатывают 5 см³ 0,2 М раствора сульфата железа (III) при (20-25)^оС, перемешивают в течение 15 мин и высушивают при (70-80^оС). Полученный полупродукт охлаждают до комнатной температуры и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора гексацианоферрата (II) калия при перемешивании, затем сушат при (50-55)^оС и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди (II). Полученный силикагель, модифицированный феррацианидом железа (III) сушат при (50-55)^оС (таблица, образец 4).PRI me R 4. 5 g of activated silica gel, large-pore (ASA, GOST 3956-76) is treated with 5 cm ^{3 of a} 0.2 M solution of iron (III) sulfate at (20-25) ^about C, stirred for 15 minutes and dried at (70-80 ^about C). The resulting crude product was cooled to room temperature and treated with 5 cm ³ of a 0.4 M solution of hexacyanoferrate (II) potassium, with stirring, and then dried at (50-55) ^{° C} and treated with 5 cm ³ of a 0.4 M solution of copper sulfate (II). The resulting modified silica ferratsianidom iron (III) dried at (50-55) ^C (table, sample 4).

Результаты испытания образцов сорбентов, полученный по предлагаемому способу, в процессе очистки питьевой воды приведены в таблице. Концентрация ионов радиоактивного цезия в воде до очистки составляла (4-5) ^.10^-9 Ки/дм³.The test results of samples of sorbents obtained by the proposed method in the purification process of drinking water are given in the table. The concentration of radioactive cesium ions in water before purification was (4-5) ^. 10 ^-9 Ci / dm ³ .

Концентрация ионов радиоактивного цезия в воде после очистки составляет 10^-11 Ки/дм³.The concentration of radioactive cesium ions in water after purification is 10 ^-11 Ci / dm ³ .

Таким образом, сорбенты, полученные по предлагаемому способу, обеспечивают высокоэффективную очистку (более 99%) питьевой воды от ионов радиоактивного цезия. Thus, the sorbents obtained by the proposed method provide highly efficient purification (more than 99%) of drinking water from ions of radioactive cesium.

Кроме того, высокая химическая устойчивость этих сорбентов позволяет практически исключить, как видно из таблицы, загрязнение питьевой воды в процессе ее очистки другими токсичными ионами, такими, как гексацианоферрат (II) ионами и ионами меди. In addition, the high chemical stability of these sorbents allows virtually eliminating, as can be seen from the table, the contamination of drinking water during its purification by other toxic ions, such as hexacyanoferrate (II) ions and copper ions.

Claims

A method of producing a sorbent, including the deposition of transition metal hexacyanoferrate on the surface of a porous support by successively impregnating it with solutions of a transition metal salt and potassium hexacyanoferrate, characterized in that the resulting product is further treated with a solution of copper (II) sulfate.