RU2091318C1 - Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon - Google Patents
Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091318C1 RU2091318C1 RU94029353A RU94029353A RU2091318C1 RU 2091318 C1 RU2091318 C1 RU 2091318C1 RU 94029353 A RU94029353 A RU 94029353A RU 94029353 A RU94029353 A RU 94029353A RU 2091318 C1 RU2091318 C1 RU 2091318C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorption
- δph
- solution
- chromium
- deviation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение касается способа адсорбции хрома (VI) из растворов на активированном угле (АУ), относится к области извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The invention relates to a method for adsorption of chromium (VI) from solutions on activated carbon (AC), relates to the field of extraction of substances by ion-exchange materials and can be used in non-ferrous and ferrous metallurgy, as well as for the treatment of industrial and domestic wastes.
Известны способы адсорбции хрома (III) катионитами КУ-1, КУ-2, КРФ-5п, КФ-1, КФп-8 [1]
Недостатком способа является необходимость перевода хрома из окисленной в восстановленную форму.Known methods for the adsorption of chromium (III) cation exchangers KU-1, KU-2, KRF-5p, KF-1, KFP-8 [1]
The disadvantage of this method is the need to convert chromium from oxidized to reduced form.
Наиболее близким к изобретению является исследование по удалению из воды соединений хрома (VI) активированным углем [2] в котором установлено, что при адсорбции хрома (VI) из питьевой воды, содержащей 50-500 мкг Cr(VI)/л, на АУ с уменьшением pH с 6 до 3 адсорбционная способность АУ возрастает почти в 10 раз. Closest to the invention is a study on the removal of chromium (VI) compounds from water by activated carbon [2] in which it was found that during the adsorption of chromium (VI) from drinking water containing 50-500 μg Cr (VI) / l on AC with By decreasing the pH from 6 to 3, the adsorption capacity of the AC increases by almost 10 times.
Недостатком способа является то, что получены данные об адсорбции на АУ хрома (VI) из растворов с весьма малым содержанием хрома (VI), порядка 0,05
0,5 мг/л, в то время как в стоках гальванических и других производств содержания хрома (VI) могут быть на два и более порядков выше. Кроме того, показатели адсорбции даны только в зависимости от величины pH исходного раствора и не учитывалось изменение pH в процессе адсорбции, что влияет не результаты адсорбции.The disadvantage of this method is that data are obtained on adsorption on AC of chromium (VI) from solutions with a very low content of chromium (VI), of the order of 0.05
0.5 mg / l, while in the effluents of galvanic and other industries, the chromium (VI) content can be two or more orders of magnitude higher. In addition, the adsorption values are given only depending on the pH of the initial solution and the pH change during the adsorption process was not taken into account, which does not affect the adsorption results.
Задача изобретения нахождение оптимальных условий для быстрой и эффективной адсорбции хрома (VI) из промышленных и бытовых стоков на АУ. The objective of the invention is to find optimal conditions for fast and efficient adsorption of chromium (VI) from industrial and domestic wastewater at AC.
Техническим результатом изобретения является улучшение кинетических характеристик процесса при одновременной высокой степени извлечения адсорбата из раствора, увеличение сорбционной обменной емкости (СОЕ) адсорбента, снижение расхода реагентов, использование сравнительно дешевых адсорбентов, подавление окислительно-восстановительных процессов, развивающихся в системе при длительном контакте адсорбена и адсорбата. The technical result of the invention is to improve the kinetic characteristics of the process while at the same time a high degree of adsorbate recovery from the solution, increase the sorption exchange capacity (SOE) of the adsorbent, reduce the consumption of reagents, use relatively cheap adsorbents, suppress redox processes developing in the system with prolonged contact of the adsorbent and adsorbate .
Технический результат достигается тем, что в известном способе адсорбции хрома (VI) из раствора, включающем контакт АУ и раствора при pH 3 6, в процессе адсорбции отклонение величины pH от оптимального значения поддерживают согласно следующей зависимости:
ΔpH = ΔpHо•exp(-ktm), (1)
где ΔpH - отклонение величины pH от оптимального значения;
t время;
ΔpHо- максимальное отклонение величины pH от оптимального значения в начальный момент времени;
k и m константы, определяемые по экспериментальным данным.The technical result is achieved by the fact that in the known method of adsorption of chromium (VI) from a solution, comprising contacting the AC and the solution at
ΔpH = ΔpH о • exp (-kt m ), (1)
where ΔpH is the deviation of the pH from the optimal value;
t time;
ΔpH about - the maximum deviation of the pH from the optimal value at the initial time;
k and m are constants determined from experimental data.
Величина pH среды является интегрирующим показателем сложного физико-химического процесса адсорбции, регулированием которого до оптимального значения улучшали качественные характеристики процесса. The pH value of the medium is an integrating indicator of the complex physicochemical adsorption process, which, to the optimum value, improved the process’s qualitative characteristics.
Непрерывную нейтрализацию раствора до оптимальных значений pH осуществляли небольшими порциями нейтрализатора, так как при добавлении значительных количеств последнего можно перейти в область pH, в которой адсорбция осуществляется медленно. Continuous neutralization of the solution to optimal pH values was carried out in small portions of the neutralizer, since with the addition of significant amounts of the latter, it is possible to go to the pH region in which adsorption is slow.
В качестве АУ использовали костный уголь с размерами частиц по фракциям
Размер частиц, мм:
+2,5 +2,0 +0,8 +0,315 +0,125 +0,08 -0,08
Вес, г:
0,7 28,8 14,4 5,5 0,5 0,1 -
Вес,
1,4 57,6 28,8 11,0 1,0 0,2 -
Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 3 даны показатели адсорбции хрома (VI) из водного раствора на АУ в SO
ΔpH = ΔpHо•exp(-0,01t3,5), (2)
где t время, мин
Примеры конкретного выполнения способа.As AU, bone charcoal with particle sizes by fractions was used
Particle size, mm:
+2.5 +2.0 +0.8 +0.315 +0.125 +0.08 -0.08
Weight, g:
0.7 28.8 14.4 5.5 0.5 0.1 -
Weight,
1.4 57.6 28.8 11.0 1.0 0.2 -
The essence of the method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 3 shows indicators of the adsorption of chromium (VI) from an aqueous solution at AC in SO
ΔpH = ΔpH о • exp (-0.01t 3.5 ), (2)
where t time, min
Examples of specific performance of the method.
Адсорбцию осуществляли из 200 мл исходного раствора K2Cr2O7 с концентрацией 100 мг/л в расчете на CrO3.Adsorption was carried out from 200 ml of a stock solution of K 2 Cr 2 O 7 with a concentration of 100 mg / L, calculated on CrO 3 .
Исходный раствор готовили растворением в воде соли K2Cr2O7 марки х.ч. концентрацию металла определяли на фотокалориметре КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром.The initial solution was prepared by dissolving in water a salt of K 2 Cr 2 O 7 grade H.H. the metal concentration was determined on a KFK-3 photocalorimeter; the acid-base characteristics of the solution were controlled by a pH meter.
Показатели адсорбции представлены в виде С, в мг/л в расчете на CrO3-концентрации хрома в данный момент времени от начала адсорбции, pHадс постоянной величины pH раствора в процессе адсорбции, СОЕ, в мг/г в расчете на CrO3 сорбционной обменной емкости ионита, в мг адсорбата CrO3 на 1 г адсорбента.Adsorption values are presented in the form of C, in mg / l per CrO 3 -concentration of chromium at a given time from the start of adsorption, pH ads of a constant pH of the solution during adsorption, СОЕ, in mg / g per CrO 3 sorption exchange the ion exchanger capacity, in mg of CrO 3 adsorbate per 1 g of adsorbent.
Концентрация адсорбата в растворе соответствовала величине pH раствора в данный момент времени адсорбции. На фиг. 1 3 зависимость концентрации общего хрома от pHадс представлена сплошной линией, а восстановленного хрома - пунктирной.The concentration of adsorbate in the solution corresponded to the pH of the solution at a given time of adsorption. In FIG. 1 3 the dependence of the concentration of total chromium on pH ads is represented by a solid line, and of reduced chromium by a dashed line.
Адсорбент (вес сухого АУ 2 г) заряжали противоионами насыщением из 0,1 н растворов H2SO4 или NaOH ( SO
Пример 1 (фиг. 1). АУ обрабатывали зарядкой в SO
Из графика (фиг. 1) следует, что адсорбция хрома (VI) предлагаемым способом завершалась за время менее суток, адсорбция осуществлялась в интервале 2<pH<7. From the graph (Fig. 1) it follows that the adsorption of chromium (VI) by the proposed method was completed in less than a day, adsorption was carried out in the range of 2 <pH <7.
Пример 2 (фиг. 2). АУ обрабатывали зарядкой в H2O-форму. Постоянную величину pHадс в процессе адсорбции поддерживали нейтрализацией раствора щелочью NaOH или кислотой H2SO4 в соответствии с уравнением (2), в котором 0,5<ΔpHо<1,0 при оптимальном значении pHадс, находящемся в пределах 3 4.Example 2 (Fig. 2). ACs were processed by charging in the H 2 O form. A constant pH of ads during the adsorption was maintained by neutralizing the solution with NaOH alkali or H 2 SO 4 acid in accordance with equation (2), in which 0.5 <ΔpH о <1.0 with an optimum pH of ads within the range of 3–4.
Из графика на фиг. 2 следует, что адсорбция хрома (VI) предлагаемым способом завершалась за время менее суток, адсорбция осуществлялась в интервале 1≅pH≅5. From the graph in FIG. 2 it follows that the adsorption of chromium (VI) by the proposed method was completed in less than a day, adsorption was carried out in the range of 1≅pH≅5.
Пример 3 (фиг. 3). АУ обрабатывали зарядкой OH--форму. Постоянную величину pHадс в процессе адсорбции поддерживали нейтрализацией раствора кислотой H2SO4 в соответствии с уравнением (2), в котором 6<ΔpHо<7 при оптимальном значении pHадс, находящемся в пределах 3-5.Example 3 (Fig. 3). ACs were treated by charging the OH - form. A constant pH of ads during the adsorption process was maintained by neutralizing the solution with H 2 SO 4 acid in accordance with equation (2), in which 6 <ΔpH о <7 with an optimal pH of ads within the range of 3-5.
Из графика на фиг. 3 следует, что адсорбция хрома (VI) предлагаемым способом завершалась за время менее суток, адсорбция осуществлялась в интервале 1<pH<6. From the graph in FIG. 3 it follows that the adsorption of chromium (VI) by the proposed method was completed in less than a day, the adsorption was carried out in the range of 1 <pH <6.
Из графиков на фиг. 1 3 следует, что при pH<3 развиваются окислительно-восстановительные процессы между адсорбатом и адсорбентом, приводящие к появлению в растворе восстановительных форм хрома. Эти процессы тем эффективнее, чем меньше величина pHадс и больше время контакта адсорбента и адсорбата.From the graphs in FIG. 1 3 it follows that at pH <3, redox processes develop between the adsorbate and the adsorbent, leading to the appearance of reducing forms of chromium in the solution. These processes are all the more effective the smaller the pH value of ads and the longer the contact time of the adsorbent and adsorbate.
В таблице приведена величина СОЕ АУ для различных условий адсорбции. Из данных таблицы следует, что предлагаемый способ резко увеличивает скорость адсорбции и величину СОЕ. The table shows the SOE AC value for various adsorption conditions. From the table it follows that the proposed method dramatically increases the adsorption rate and the value of SOE.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет адсорбировать хром (VI) на дешевом адсорбенте активированном угле с высокой степенью извлечения и с большой скоростью. The proposed method in comparison with the prototype allows you to adsorb chromium (VI) on a cheap adsorbent activated carbon with a high degree of extraction and with high speed.
Процесс экологически чист, эффективен; раствор не загрязняется посторонними катионами. За счет большой скорости адсорбции не успевают развиться окислительно-восстановительные процессы, приводящие к деструкции адсорбента. The process is environmentally friendly, efficient; the solution is not contaminated with extraneous cations. Due to the high adsorption rate, redox processes leading to the destruction of the adsorbent do not have time to develop.
Оптимальный интервал pHадс находится в пределах значений 2 6.The optimum range of pH ads is in the range of 2 to 6.
Claims (1)
ΔpH = ΔpHo•exp(-k•tm),
где ΔpH - отклонение величины рН от оптимального значения;
t время адсорбции;
ΔpHo - максимальное отклонение величины рН от оптимального значения в начальный момент времени;
k, m константы, определяемые по экспериментальным данным.A method for adsorption of chromium (VI) from a solution, comprising contacting activated carbon and a solution at 2 <pH <6, characterized in that during the adsorption process, the deviation of the pH value of the adsorption from the optimal value is maintained according to the following relationship:
ΔpH = ΔpH o • exp (-k • t m ),
where ΔpH is the deviation of the pH from the optimal value;
t adsorption time;
ΔpH o - the maximum deviation of the pH from the optimal value at the initial time;
k, m are constants determined from experimental data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029353A RU2091318C1 (en) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029353A RU2091318C1 (en) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94029353A RU94029353A (en) | 1996-07-10 |
RU2091318C1 true RU2091318C1 (en) | 1997-09-27 |
Family
ID=20159453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94029353A RU2091318C1 (en) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091318C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458010C2 (en) * | 2010-11-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" | Method of purifying water from chromium compounds |
RU216406U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Carbon-porous flow electrode for the extraction of chromium from aggressive solutions |
-
1994
- 1994-08-05 RU RU94029353A patent/RU2091318C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Спирин Э.К. и др. Общие свойства ионообменных материалов. - 1992, с. 153. Przem. Chem. 1983, 62, N 11, 628 - 631, 594, 595. РЖ "Химия", 20 и 408, 1984. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458010C2 (en) * | 2010-11-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" | Method of purifying water from chromium compounds |
RU216406U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Carbon-porous flow electrode for the extraction of chromium from aggressive solutions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94029353A (en) | 1996-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Manju et al. | Evaluation of coconut husk carbon for the removal of arsenic from water | |
Ouki et al. | Treatment of metals-contaminated wastewaters by use of natural zeolites | |
Huang et al. | Treatment of arsenic (V)-containing water by the activated carbon process | |
Du et al. | Ammonia removal from aqueous solution using natural Chinese clinoptilolite | |
Jiang | Removing arsenic from groundwater for the developing world-a review | |
ES2048224T3 (en) | PROCEDURE FOR THE SEPARATION OF ARSENIC FROM WASTEWATER. | |
Haron et al. | Sorption of fluoride ions from aqueous solutions by a yttrium‐loaded poly (hydroxamic acid) resin | |
US5494582A (en) | Removal of selenium from water by ion-exchange | |
Pietrelli | Fluoride wastewater treatment by adsorption onto metallurgical grade alumina | |
RU2091318C1 (en) | Method of chromium(vi) adsorption on activated carbon | |
Mueller et al. | Removal of oil and grease and chemical oxygen demand from oily automotive wastewater by adsorption after chemical de-emulsification | |
RU2091317C1 (en) | Method of adsorbing ions from solutions | |
JPS6214984A (en) | Method for adsorptive removal of phosphorus | |
RU2176677C2 (en) | Method of extraction of tungsten (vi) from aqueous solution | |
RU2051112C1 (en) | Process for purifying sewage of heavy metal ions and six- valent chromium | |
JP3373033B2 (en) | How to remove phosphorus from water | |
Vogels et al. | Arsenic remediation in drinking waters using ferrate and ferrous ions | |
RU2094377C1 (en) | Method of extraction of chrome (vi) on anionite am-2b | |
Imai et al. | Speciation of chromium (III) in activated sludge | |
RU2129096C1 (en) | Method of removing chromium (vi) from aqueous solution | |
Sannasi et al. | Preliminary adsorption study for heavy metal removal with ion-exchange resins in the teaching laboratory | |
Bhatt et al. | Removal of fluoride ion from aqueous bodies by aluminium complexed amino phosphonic acid type resins | |
Loizidou | Heavy metal removal using natural zeolite | |
RU2547756C1 (en) | Method of purifying waste water from chromium (vi) | |
RU2172356C2 (en) | Method of recovery of molybdenum (vi) from aqueous solution |