RU2109828C1 - Способ регенерации активированных углей - Google Patents
Способ регенерации активированных углей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109828C1 RU2109828C1 RU97107145A RU97107145A RU2109828C1 RU 2109828 C1 RU2109828 C1 RU 2109828C1 RU 97107145 A RU97107145 A RU 97107145A RU 97107145 A RU97107145 A RU 97107145A RU 2109828 C1 RU2109828 C1 RU 2109828C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorption
- activated carbon
- coal
- regeneration
- mhz
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Использование: в угольно-сорбционной технологии извлечения благородных металлов из растворов и пульп. В способе регенерации активированных углей, включающем высокотемпературную обработку в инертной атмосфере, обработку проводят в поле сверхвысоких частот (СВЧ), преимущественно при 915 - 5800 МГц. Снижаются потери активированного угля до 0,4 - 1,1% после проведения соответственно 1 - 5 циклов "сорбция-регенерация" за счет уменьшения обгара при сохранении механической прочности угля, сокращается время процесса и энергозатраты. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к угольно-сорбционной технологии извлечения благородных металлов из растворов и пульп.
В сорбционной технологии извлечения золота и серебра известен способ восстановления сорбционных свойств активированных углей путем обработки минеральными кислотами [1].
Также известен способ автоклавной обработки щелочными растворами при повышенных температурах (150-200oC) [2], совмещенный с десорбцией благородных металлов.
Недостатками данных способов является недостаточная полнота восстановления сорбционных свойств активированных углей.
Наиболее близким по технической сущности является способ регенерации сорбционных свойств активированных углей J.Klein. Regeneration von Aktivkohlen// Technische Mitteilungen, 1984, Nr.77, s.513- 519] путем высокотемпературной обработки в печах различной конструкции - барабанных, многополочных, пересыпных, шахтных, с псевдоожиженным слоем и др., в которых теплоносителем являются продукты сгорания углеводородного топлива, ИК-лучи, теплоэлектронагреватели.
Недостатками данного способа регенерации являются следующие. Во- первых, низкие энерго- и теплотехнические параметры приводят к потерям активированного угля из-за обгара и истирания до 15%, к снижению механической прочности, вследствие чего при повторном использовании угля увеличиваются потери адсорбированных благородных металлов в результате истирания насыщенного угля. Во-вторых, проведение такой обработки активированного угля требует сложного и громоздкого аппаратурного оформления.
Техническим результатом изобретения является снижение потерь активированного угля за счет уменьшения обгара при сохранении механической прочности угля, сокращение времени процесса и энергозатрат.
Он достигается тем, что в предлагаемом способе регенерации активированных углей, включающем высокотемпературную обработку в инертной атмосфере, обработку проводят в поле сверхвысоких частот (СВЧ), преимущественно при 915 - 5800 МГц. Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что обработку активированных углей проводят в поле СВЧ.
Таким образом, предлагаемый, способ соответствует критерию изобретения "новизна".
В отличие от традиционных способов термообработки активированных углей использование энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты позволяет осуществить безинерционный, объемный нагрев материала в плотном слое, независимо от его дисперсности. Следствием этого является высокая скорость прогрева угля, создание необходимой для регенерации инертной или восстановительной атмосферы, возможность управления параметрами процесса в широких пределах, более высокого коэффициента преобразования электрической энергии СВЧ в генераторе (70%) и в реакторе (до 98%), существенное сокращение потерь тепловой энергии.
Активированные угли после десорбции благородных металлов представляют собой неоднородный материал, который состоит из нескольких составляющих, находящихся в твердой, жидкой и газообразной фазе, имеющих различные свойства. Соответственно, в зависимости от расположения в веществе зарядов молекулы диэлектрической среды могут быть полярными и неполярными. При внесении таких неоднородных материалов в электрическое поле свободные электроны и ионы, содержащиеся в проводящих или полупроводящих включениях, начинают перемещаться в пределах каждого включения, которое приобретает дипольный момент и ведет себя подобно гигантской поляризованной молекуле. За счет неоднородности структуры диэлектрическая проницаемость таких смесей, как правило, значительно превышает диэлектрическую проницаемость отдельных ее составляющих.
Основными причинами, снижающими сорбционные свойства активированных углей и влияющими на эффективность использования их в обороте после извлечения известными способами благородных металлов, являются наличие в сорбенте различных примесей, особенно органических веществ (нефтефлотоорганика, масла, гумусовые вещества и т.д.), тонких илов и шламов, карбоната кальция. Процесс регенерации влажного отработанного угля протекает стадийно. В начале удаляется влага и азеотропные смеси воды с перечисленными органическими и неорганическими соединениями, после чего происходит интенсивный разогрев угля до заданной температуры.
В промышленности и ряде областей народного хозяйства разрешено использовать следующие частоты : 461,04 МГц±0,2%, 433,2 МГц±0,2%, 915±50 Мгц, 2450±50 МГц, 5800±50 МГц, 22125±50 МГц [Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот.- М.: Энергия, 1968, с.8]. Для этих целей выпускаются соответствующие генераторы СВЧ. Эффективность преобразования энергии электрического поля в тепло (активная энергия поля Po) увеличивается пропорционально рабочей частоте (f) и квадрату напряженности электрического поля (E) согласно уравнению
Po= 0,556•10-12ε•f•tgδ•E2, [Вт/см2],
где ε - относительная диэлектрическая проницаемость вещества;
tgδ - тангенс угла потерь [Нетушил А.В. и др. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников.- М.: Госэнергоиздат, 1959, с.77].
Po= 0,556•10-12ε•f•tgδ•E2, [Вт/см2],
где ε - относительная диэлектрическая проницаемость вещества;
tgδ - тангенс угла потерь [Нетушил А.В. и др. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников.- М.: Госэнергоиздат, 1959, с.77].
При сверхвысоких частотах следует также учитывать влияние частоты поля и частоты релаксации вещества в целом на диэлектрическую проницаемость обрабатываемого материала. Диэлектрическая проницаемость становится максимальной при совпадении частоты поля с частотой релаксации, в этом случае колебания электронных орбит или ионов резко возрастают, т.е. наступает явление резонанса. При частотах, выше резонансной, составляющая поляризации оказывается в противофазе по отношению к внешнему полю и диэлектрическая проницаемость материала снижается.
Применение поля СВЧ для регенерации активированных углей преимущественно в диапазоне 915 -5800 МГц объясняется следующим образом. Проведение регенерации угля при частоте СВЧ менее 915 МГц неэффективно вследствие недостаточного преобразования электрической энергии в тепло из-за низкой величины частоты. Обработка активированного угля в поле СВЧ при частоте более 5800 МГц также неэффективна вследствие снижения диэлектрической проницаемости материала и, следовательно, уменьшения количества выделяемого тепла.
Таким образом, в предлагаемом способе регенерации активированных углей при обработке углей в поле СВЧ происходит эффективный безинерционный, объемный нагрев материала, обладающий высокой скоростью и создающий благоприятные условия для восстановления сорбционных свойств углей, что позволяет снизить потери углей за счет уменьшения обгара при сохранении их механической прочности, сократить время обработки и уменьшить энергозатраты. Наличие совокупности отличительных свойств обуславливает соответствие предлагаемого решения критерию "изобретательский уровень".
Способ осуществляется следующим образом.
Активированный уголь после проведения десорбции благородных металлов помещают в реактор, в котором уголь подвергают обработке в поле СВЧ.
Аппаратурно технология регенерации активированных углей в лабораторных условиях реализована на установке, включающей СВЧ- генератор, блок питания и управления, реактор в виде короткозамкнутого резонатора, работающего в режиме стоячих волн. Возбуждение осуществлялось с помощью рупорной антенны.
Пример 1. Мощность генератора в условиях проводимых экспериментов составляла 800 Вт. Объем загружаемого материала в реактор был равен 200 г. Контроль температуры осуществлялся с помощью термопары. Величину удельной мощности нагрева устанавливали с помощью питающего напряжения генератора.
В работе применяли активированный уголь марки TALKO CW 814G (Япония). Нагрев угля в поле СВЧ осуществляли при частотах 433, 461, 915, 2450, 5800 и 22125 МГц до температуры 600oC.
В табл. 1 приведены результаты по времени нагрева активированного угля в зависимости от частоты поля СВЧ.
Данные табл. 1 показывают, что наиболее эффективно нагрев активированнго угля происходит при частотах в диапазоне 915 -5800 МГц, максимальная скорость нагрева соответствует частоте 2450 Мгц.
Пример 2. Регенерацию активированного угля в поле СВЧ проводили при частоте 2450 МГц.
Оценку сорбционных свойств производили снятием изотерм и кинетических кривых сорбции. Механическую прочность оценивали по методике МИС-60-8 (по истиранию в стержневой мельнице).
В табл. 2 приведены данные по кинетике сорбции золота из цианистых растворов в зависимости от температурно-временного режима регенерации в СВЧ-поле в сравнении со свежим сорбентом. Условия опытов: навеска угля 2,0 г, объем раствора 700 мл, исходная концентрация золота 35,0 мг/л.
Экспериментальные данные табл. 2 показывают, что практически полное восстановление сорбционной активности угля завершается после обработки в СВЧ-поле в течение 10 мин при 600oC. При этом механическая прочность активированного угля остается неизменной по сравнению со свежим углем.
Пример 3. Для сравнения проводили регенерацию активированных углей известными способами.
Термическую регенерацию активированного угля проводили в муфельной печи без доступа воздуха при 650oC и продолжительности 40 мин.
Автоклавную обработку сорбента проводили щелочными растворами 0,4% NaOH при 170oC, 10 удельными объемами элюента в течение 1 ч.
Кислотную обработку осуществляли 0,6 NHCl, пропусканием через колонку 4 удельных объемов раствора в течение 30 мин. Уголь после кислотной обработки отмывали до нейтральной реакции водой.
Эффективность регенерации оценивали по результатам сорбции золота из цианистых растворов активированным углем, прошедшим 1-5 циклов "сорбция-десорбция". Для сравнения приведены также данные по сорбции золота свежим сорбентом. Условия опытов : навеска угля 0,5 г, объем раствора 0,5 л, исходная концентрация золота 12 мг/л, pH 11, концентрация NaCN 0,4 мг/л, продолжительность сорбции 28 ч.
Экспериментальные данные табл. 3 свидетельствуют о возможности полного восстановления сорбционной активности угля в процессе изотермической регенерации в СВЧ-поле при значительном уменьшении потерь угля до 1,1% после проведения 5 циклов "сорбция-регенерация" и практически без снижения механической прочности сорбента. Термическая регенерация активированного угля по традиционной технологии в тех же температурных условиях приводит к снижению механической прочности сорбента на 5% и к потерям угля до 9,6% после 5 циклов "сорбция-регенерация" за счет повышенного обгара, а также к частичной дезактивации углей по мере увеличения общего времени термообработки. Автоклавная щелочная и кислотная обработка сорбента позволяют восстановить сорбционную активность углей лишь на 65-87% от первоначальной.
Таким образом, использование предлагаемого способа регенерации активированных углей обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества : позволяет снизить потери активированного угля до 0,4- 1,1% после проведения, соответственно, 1-5 циклов "сорбция-регенерация" за счет уменьшения обгара при сохранении механической прочности угля, сократить время процесса и энергозатраты.
Claims (2)
1. Способ регенерации активированных углей, включающий высокотемпературную обработку углей в инертной атмосфере, отличающийся тем, что обработку ведут в поле сверхвысоких частот.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку в поле сверхвысоких частот проводят при 915 - 5800 МГц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97107145A RU2109828C1 (ru) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Способ регенерации активированных углей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97107145A RU2109828C1 (ru) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Способ регенерации активированных углей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2109828C1 true RU2109828C1 (ru) | 1998-04-27 |
RU97107145A RU97107145A (ru) | 1998-08-27 |
Family
ID=20192553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97107145A RU2109828C1 (ru) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Способ регенерации активированных углей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109828C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100334237C (zh) * | 2003-08-30 | 2007-08-29 | 大连理工大学 | 一种载金活性炭的再生方法 |
-
1997
- 1997-04-24 RU RU97107145A patent/RU2109828C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Елшин В.В., Голодков Ю.Э., Войлошников Г.И. Применение активных углей во флотационно-гидрометаллургической схеме переработки золото-баритовых руд. Сб. Обогащение руд. - Иркутск, 1989, с. 69 - 74. 2. Елшин В.В. и др. Регенерация активных углей в процессах извлечения благородных металлов из пульп и неосветленных растворов. Сб. Обогащение руд. - Иркутск, 1980, с. 198 - 211. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100334237C (zh) * | 2003-08-30 | 2007-08-29 | 大连理工大学 | 一种载金活性炭的再生方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107913690B (zh) | 一种粉状活性炭的再生方法 | |
CN114146722B (zh) | 一种木材海绵协同热活化过硫酸盐降解磺胺甲恶唑的方法 | |
CN110152671B (zh) | 一种复合金属氧化物硅藻土催化剂及其制备方法和应用 | |
CN114014412B (zh) | 一种钴氮共掺多孔碳石墨毡电极的制备方法及其应用 | |
RU2109828C1 (ru) | Способ регенерации активированных углей | |
CN105921138A (zh) | 一种用于吸附半挥发性重金属的高岭土改性制备方法 | |
CN102671647B (zh) | 一种等离子体处理污染物回收吸附剂的方法 | |
JP4478804B1 (ja) | 有機汚泥処理方法 | |
CN1290607C (zh) | 活性炭的微波强化溶剂洗脱再生去除有机物的方法 | |
RU2247165C2 (ru) | Способ извлечения благородных металлов из содержащего их материала | |
CA2008242C (en) | Microwave activation of carbon | |
JP2003002623A (ja) | 膨脹黒鉛の製造方法 | |
CN1785500A (zh) | 微波等离子活性炭再生方法 | |
CN112755986A (zh) | 一种活性炭再生方法 | |
Liu et al. | Hydriding Characteristics of Surface Treated Mg2Ni at 40° C | |
JPS63294945A (ja) | 活性炭の低温再生法 | |
Tang et al. | Detection of hydroxyl radicals during regeneration of granular activated carbon in dielectric barrier discharge plasma system | |
Sarkar et al. | Microwave activated LD slag for phenolic wastewater treatment: multi-parameter optimization, isotherms, kinetics and thermodynamics | |
CA1160988A (en) | Apparatus for regenerating active carbon | |
JP2017160074A (ja) | 疎水性活性炭の製造方法 | |
CN105129961A (zh) | 微波加热强化近临界水氧化处理含铬有机废水的方法 | |
CN107837804A (zh) | 海泡石负载三氧化二铋的光催化剂的制备方法 | |
RU2138442C1 (ru) | Способ получения активного угля | |
KR20000063960A (ko) | 마이크로파를 이용한 폐활성탄 재생방법 | |
RU2239665C1 (ru) | Способ выделения благородных металлов из содержащего их материала |