RU2262383C1 - Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions - Google Patents
Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262383C1 RU2262383C1 RU2004112726/15A RU2004112726A RU2262383C1 RU 2262383 C1 RU2262383 C1 RU 2262383C1 RU 2004112726/15 A RU2004112726/15 A RU 2004112726/15A RU 2004112726 A RU2004112726 A RU 2004112726A RU 2262383 C1 RU2262383 C1 RU 2262383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cenospheres
- microspherical
- active component
- sorbent
- sorbents
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сорбентам, полученным из техногенного сырья, в частности из микросферических компонентов летучих зол тепловых электростанций, и может быть использовано в ядерной энергетике и химико-металлургической промышленности для очистки жидких радиоактивных отходов и сточных вод гидрометаллургических производств от радионуклидов, ионов цветных и тяжелых металлов, а также для доизвлечения металлов платиновой группы, преимущественно палладия, из сбросных растворов и пульп.The invention relates to sorbents obtained from industrial raw materials, in particular from the microspherical components of volatile ashes of thermal power plants, and can be used in nuclear energy and the chemical and metallurgical industry for the purification of liquid radioactive waste and wastewater from hydrometallurgical industries from radionuclides, non-ferrous and heavy metal ions , as well as for the additional extraction of platinum group metals, mainly palladium, from waste solutions and pulps.
Сорбционная технология, в том числе с использованием твердых экстрагентов (ТВЭКСов), считается более эффективной по сравнению с жидкостной экстракцией в случае выделения металлов из очень разбавленных растворов (менее 1 мг/л). Известны неорганические ионообменные материалы (сульфиды, оксиды, гидроксиды, фосфаты, ферроцианиды, гетерополисоединения и др.) [Вольхин В.В. Селективные неорганические сорбенты и их применение // Химия и технология неорганических сорбентов. Межвузовский сборник научных трудов. Пермский политехнический институт, 1980, с.3-19] и органические экстрагенты, специфичные в отношении катионов металлов определенного типа [Мазуренко Е.А. Справочник по экстракции. Киев: Техника, 1972, 448 с.], которые применяются для очистки жидких отходов радиохимических и гидрометаллургических производств от радионуклидов, катионов цветных и тяжелых металлов, металлов платиновой группы. Механически прочные формы твердых сорбентов на основе неорганических ионообменников (композитные сорбенты) и органических экстрагентов (ТВЭКСы) могут быть получены нанесением активного компонента на пористые неорганические или органические полимерные носители.Sorption technology, including the use of solid extractants (TWEX), is considered more effective than liquid extraction in the case of the separation of metals from very dilute solutions (less than 1 mg / l). Inorganic ion-exchange materials are known (sulfides, oxides, hydroxides, phosphates, ferrocyanides, heteropoly compounds, etc.) [V.V. Volkhin Selective inorganic sorbents and their use // Chemistry and technology of inorganic sorbents. Interuniversity collection of scientific papers. Perm Polytechnic Institute, 1980, pp. 3-19] and organic extractants specific for metal cations of a certain type [Mazurenko EA Extraction Guide. Kiev: Technique, 1972, 448 pp.], Which are used for the purification of liquid wastes from radiochemical and hydrometallurgical industries from radionuclides, non-ferrous and heavy metal cations, and platinum group metals. Mechanically strong forms of solid sorbents based on inorganic ion exchangers (composite sorbents) and organic extractants (TVEX) can be obtained by applying the active component to porous inorganic or organic polymer carriers.
Так, твердые экстрагенты для извлечения из растворов палладия, серебра и ртути в режиме экстракционной хроматографии получают нанесением триизобутилфосфинсульфида и экстрагентов близкой природы на органический носитель на основе сополимеров стирола и дивинилбензола [Dakshinamoorthy А., Kumar Т., Nandy К.К., et al. Separation of palladium by extraction chromatographic technique using Cyanex 471X (tri isobutyl phosphine sulphide) on Chromosorb-102 // Journal of Radioanal and Nucl. Chemistry, 2000, Vol.245, No.3, p.595-598], кизильгур, пористые стеклянные шарики [Пат. США №4623522, 1986 г.] или силикагель [Singh R., Khwaja A.R., Gupta В., et al. Uptake and extraction chromatographic separation of mercury (II) by triisobutylphosphine sulfide (TIBPS) sorbed on silica gel and decontamination of mercury containing effluent // Talanta, 1999, V.48, p.527-535}. Такие ТВЭКСы эффективно извлекают серебро и палладий из водных растворов, однако, не могут быть использованы для извлечения указанных компонентов из гетерогенных сред, содержащих взвешенные твердые частицы.Thus, solid extractants for extraction from solutions of palladium, silver and mercury in the extraction chromatography mode are obtained by applying triisobutylphosphine sulfide and extractants of a similar nature to an organic carrier based on copolymers of styrene and divinylbenzene [Dakshinamoorthy A., Kumar T., Nandy K.K., et al . Separation of palladium by extraction chromatographic technique using Cyanex 471X (tri isobutyl phosphine sulphide) on Chromosorb-102 // Journal of Radioanal and Nucl. Chemistry, 2000, Vol.245, No.3, p.595-598], kizilgur, porous glass beads [Pat. US No. 4623522, 1986] or silica gel [Singh R., Khwaja A.R., Gupta B., et al. Uptake and extraction chromatographic separation of mercury (II) by triisobutylphosphine sulfide (TIBPS) sorbed on silica gel and decontamination of mercury containing effluent // Talanta, 1999, V.48, p.527-535}. Such TWEXs effectively extract silver and palladium from aqueous solutions, however, cannot be used to extract these components from heterogeneous media containing suspended solids.
Композитные сорбенты на основе неорганических ионообменников для извлечения из жидких радиоактивных отходов (ЖРО) радионуклида 137Cs получают нанесением гексацианоферратов (II) переходных металлов на волокнистый или гранулированный целлюлозный носитель {Пат. РФ №2111050, 1998 г.], а также на силикагель [Пат. США №6046131, 2000 г.]. За рубежом разработан композитный селективный сорбент 137Cs на основе аммонийной соли молибдофосфорной гетерополикислоты, введенной в полимерную матрицу из полиакрилонитрила (АМФ-ПАН) [Tranter Т.J., Herbsta R.S., Todd Т.A., et al. Evaluation of ammonium molybdophosphate-polyacrylonitrile (AMP-PAN) as a cesium selective sorbent for the removal of 137Cs from acidic nuclear waste solutions // Advances in Environmental Research, 2002, V.6, p.107-121]. Однако несмотря на высокую эффективность органоминеральных сорбентов на стадии сорбции, на конечной стадии кондиционирования радиоактивных отходов возникает проблема перевода насыщенного радионуклидами сорбента в минералоподобную устойчивую форму, пригодную для долговременного захоронения. При использовании традиционных неорганических носителей (силикагель, алюмогель) высока вероятность уноса с поверхности сорбента высокодисперсной фазы неорганического активного компонента в процессе контактирования с растворами радиоактивных и других токсичных элементов.Composite sorbents based on inorganic ion exchangers for extracting 137 Cs radionuclide from liquid radioactive waste (LRW) are obtained by applying transition metal hexacyanoferrates (II) onto a fibrous or granular cellulose carrier {Pat. RF №2111050, 1998], as well as on silica gel [Pat. US No. 6046131, 2000]. Abroad, a composite selective 137Cs sorbent based on the ammonium salt of molybdophosphoric heteropoly acid introduced into a polyacrylonitrile (AMP-PAN) polymer matrix has been developed [Tranter T.J., Herbsta RS, Todd T.A., et al. Evaluation of ammonium molybdophosphate-polyacrylonitrile (AMP-PAN) as a cesium selective sorbent for the removal of 137 Cs from acidic nuclear waste solutions // Advances in Environmental Research, 2002, V.6, p. 107-121]. However, despite the high efficiency of organomineral sorbents at the sorption stage, at the final stage of conditioning of radioactive waste, the problem arises of converting a sorbent saturated with radionuclides into a mineral-like stable form suitable for long-term burial. When using traditional inorganic carriers (silica gel, aluminum gel), it is highly likely that the finely dispersed phase of the inorganic active component will be carried away from the surface of the sorbent in contact with solutions of radioactive and other toxic elements.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является микросферический цеолитный сорбент для очистки жидких отходов от радионуклидов, ионов цветных и тяжелых металлов (Пат. РФ №2214858, 2003 г.), который содержит один или несколько цеолитов типа NaX, NaA или NaP1, локализованных в матрице микросферического полого носителя диаметром до 400 мкм. Сорбент получают путем гидротермальной обработки полых алюмосиликатных микросфер энергетических зол (ценосфер) в присутствии активирующего раствора, при этом синтез цеолитов протекает как на внешней, так и на внутренней поверхности полых микросфер. Обменная емкость сорбента в отношении цезия и стронция составляет 2 мг-экв/г сорбента, а по катионам Ni, Cu, Cr, Co, Cd, Hg, Zn - около 1 мг-экв/г. Несмотря на широкий спектр извлекаемых катионов, цеолитный сорбент обеспечивает высокие степени очистки лишь в узкой области кислотности (рН 3-7) и при низком содержании солевого фона (не более 0,1 г-экв Na+/л). Сорбент выбран за прототип.Closest to the claimed invention is a microspherical zeolite sorbent for the purification of liquid waste from radionuclides, non-ferrous and heavy metal ions (US Pat. RF No. 2214858, 2003), which contains one or more zeolites of the type NaX, NaA or NaP1, localized in a microspherical matrix hollow media with a diameter of up to 400 microns. The sorbent is obtained by hydrothermal treatment of hollow aluminosilicate microspheres of energy ashes (cenospheres) in the presence of an activating solution, while the synthesis of zeolites proceeds both on the outer and inner surfaces of the hollow microspheres. The exchange capacity of the sorbent for cesium and strontium is 2 mEq / g sorbent, and for cations Ni, Cu, Cr, Co, Cd, Hg, Zn - about 1 mEq / g. Despite the wide range of recoverable cations, the zeolite sorbent provides high degrees of purification only in a narrow region of acidity (pH 3-7) and with a low salt content (not more than 0.1 g-equiv Na + / L). Sorbent selected for the prototype.
Целью изобретения являются сорбенты в форме полых сферических гранул размером до 400 мкм с пористой стеклокристаллической оболочкой и локализованным во внутреннем свободном объеме активным компонентом. Другой целью изобретения является получение микросферических сорбентов на основе ценосфер энергетических зол, активными компонентами которых являются неорганические ионообменники и органические экстрагенты.The aim of the invention are sorbents in the form of hollow spherical granules up to 400 microns in size with a porous glass-crystalline shell and an active component localized in the internal free volume. Another objective of the invention is to obtain microspherical sorbents based on cenospheres of energy ashes, the active components of which are inorganic ion exchangers and organic extractants.
Указанная цель достигается тем, что ценосферы предварительно перфорируют обработкой реагентом травления на основе минеральной кислоты, а введение активного компонента во внутренний объем осуществляют путем его синтеза непосредственно в полости ценосфер или осаждения из пересыщенных органических растворов.This goal is achieved by the fact that the cenospheres are pre-perforated by treatment with an etching reagent based on mineral acid, and the active component is introduced into the internal volume by its synthesis directly in the cavity of the cenospheres or by precipitation from supersaturated organic solutions.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Ценосферы летучих зол являются доступным и относительно дешевым алюмосиликатным материалом, получаемым в качестве побочного продукта при сжигании угля на тепловых электростанциях. Ценосферы летучих зол кузнецких углей характеризуются следующим химическим составом (мас.%): SiO2 - 63,1-65,2; Al3O3 - 20-26,4; Fe2O3 - 4,2-5,1; Са - 0,9-2,1; MgO - 1,0-2,6; К2О - 2,3-4,0; Na2O - 0,5-1,2. Дальнейшая стабилизация состава ценосфер может быть проведена путем разделения ценосфер по размеру, плотности и магнитным свойствам [Пат. РФ №2212276, 2003 г.].The essence of the claimed invention is as follows. Cenospheres of fly ash are an affordable and relatively cheap aluminosilicate material obtained as a by-product from coal combustion in thermal power plants. Cenospheres of fly ash of Kuznetsk coal are characterized by the following chemical composition (wt.%): SiO 2 - 63.1-65.2; Al 3 O 3 - 20-26.4; Fe 2 O 3 - 4.2-5.1; Ca - 0.9-2.1; MgO - 1.0-2.6; K 2 O - 2.3-4.0; Na 2 O - 0.5-1.2. Further stabilization of the composition of the cenospheres can be carried out by dividing the cenospheres by size, density and magnetic properties [Pat. RF №2212276, 2003].
Особенности морфологии и минерально-фазового состава ценосфер делают этот материал перспективным сырьем для получения микросферических носителей и сорбентов. За счет наличия внутренней полости, высокой прочности стеклокристаллической оболочки, термостабильности и кислотостойкости ценосферы можно рассматривать как механически прочные и устойчивые в агрессивных средах микроконтейнеры для капсулирования активного компонента во внутреннем объеме носителя. Такой дизайн микросферического сорбента наиболее соответствует требованиям процессов очистки особо опасных отходов, поскольку алюмосиликатная оболочка носителя с заданной сквозной пористостью препятствует неконтролируемому выносу дисперсного активного компонента и может служить матрицей для захоронения радионуклидов в составе устойчивых минералоподобных соединений.Peculiarities of the morphology and mineral-phase composition of the cenospheres make this material a promising raw material for the production of microspherical carriers and sorbents. Due to the presence of an internal cavity, high strength of the glass crystal shell, thermal stability and acid resistance of the cenosphere, microcontainers can be considered mechanically strong and stable in aggressive environments for encapsulating the active component in the internal volume of the carrier. This design of the microspherical sorbent most meets the requirements of the treatment of especially hazardous waste, since the aluminosilicate shell of the carrier with a given through porosity prevents the uncontrolled removal of the dispersed active component and can serve as a matrix for the burial of radionuclides in stable mineral-like compounds.
Наряду с этим по своему минерально-фазовому составу ценосферы являются стеклокристаллическим материалом на основе алюмосиликатного стекла с включениями наноразмерных железосодержащих фаз шпинельной структуры, обусловливающих магнитные свойства микросферического полого носителя [Верещагина Т.А., Аншиц Н.Н., Максимов Н.Г. и др. Природа и свойства железосодержащих наночастиц, диспергированных в алюмосиликатной матрице ценосфер // Физика и химия стекла, 2004, №3 - в печати}. Это позволяет создавать процессы сорбционного извлечения благородных металлов из жидких отходов, содержащих тонкодисперсные взвеси твердых компонентов (например, из пульпы хвостов серосульфидной флотации), основанные на возможности магнитного концентрирования сорбента и его выделения из гетерогенной среды.Along with this, in terms of their mineral phase composition, the cenospheres are glass-crystalline material based on aluminosilicate glass with inclusions of nanosized iron-containing phases of spinel structure, which determine the magnetic properties of a microspherical hollow carrier [Vereshchagina TA, Anshits NN, Maksimov NG et al. The nature and properties of iron-containing nanoparticles dispersed in the aluminosilicate matrix of cenospheres // Physics and Chemistry of Glass, 2004, No. 3 - in print}. This allows you to create processes of sorption extraction of precious metals from liquid wastes containing finely dispersed suspensions of solid components (for example, from the pulp of the tailings of sulfur-sulfide flotation), based on the possibility of magnetic concentration of the sorbent and its separation from a heterogeneous medium.
Открытая пористость оболочки ценосфер (перфорация) и тем самым доступность внутреннего объема достигается действием кислотных реагентов на неоднородные по химическому и фазовому составу участки стекла, связанные с тонкой вкрапленностью рудных минералов (кварц, гематит, магнетит, муллит). В частности, травление ценосфер реагентом на основе плавиковой кислоты (например, NH4F-HCI-H2O) позволяет получить в оболочке ценосфер регулярные сквозные поры округлой формы диаметром 2-20 мкм, обеспечивающие доступность внутреннего объема глобул для заполнения его активным компонентом. В зависимости от состава ценосфер и типа используемого реагента можно получить микросферический полый носитель с заданной сквозной пористостью оболочки.The open porosity of the cenosphere shell (perforation) and thereby the accessibility of the internal volume is achieved by the action of acidic reagents on areas of glass inhomogeneous in chemical and phase composition associated with fine impregnation of ore minerals (quartz, hematite, magnetite, mullite). In particular, etching of the cenospheres with a hydrofluoric acid reagent (for example, NH 4 F-HCI-H 2 O) makes it possible to obtain regular through pores of rounded shape in the cenosphere shell with a diameter of 2-20 μm, ensuring the availability of the inner volume of the globules to fill it with the active component. Depending on the composition of the cenospheres and the type of reagent used, it is possible to obtain a microspherical hollow carrier with a given through porosity of the shell.
Известные методы нанесения активных компонентов на пористые носители, включающие пропитку растворами солей с промежуточной сушкой насыщенного носителя, в данном случае не применимы из-за чрезвычайно низкой растворимости неорганических ионообменников в воде и большинстве органических растворителей. При нанесении соединений, растворимых в органических растворителях, но не растворимых в воде (например, органических экстрагентов), следует также избегать стадии удаления растворителя методом упаривания, поскольку при этом происходит вынос активного компонента на внешнюю поверхность микросферического носителя. В связи с этим заполнение внутренней полости ценосфер осуществляется путем синтеза вещества непосредственно во внутреннем объеме носителя или его осаждения из пересыщенного раствора.Known methods for applying active components to porous carriers, including impregnation with salt solutions with intermediate drying of a saturated carrier, are not applicable in this case due to the extremely low solubility of inorganic ion exchangers in water and most organic solvents. When applying compounds that are soluble in organic solvents but not soluble in water (for example, organic extractants), the solvent removal step should also be avoided by evaporation, since the active component is carried out to the outer surface of the microspherical carrier. In this regard, the filling of the internal cavity of the cenospheres is carried out by synthesis of a substance directly in the internal volume of the carrier or its deposition from a supersaturated solution.
В зависимости от решаемой задачи могут быть получены микросферические сорбенты с различным активным компонентом, включая как неорганические ионообменники (молибдофосфат аммония (АМФ), ферроцианиды и сульфиды переходных металлов (Zn, Cu, Ni и пр.), фосфаты Mg и аммония), так и органические экстрагенты (триизобутилфосфинсульфид (ТИБФС), триоктилфосфиноксид (ТОФО) и пр.). Список селективных сорбентов не ограничивается приведенными примерами.Depending on the problem to be solved, microspherical sorbents with various active components can be obtained, including inorganic ion exchangers (ammonium molybdophosphate (AMP), transition metal ferrocyanides and sulfides (Zn, Cu, Ni, etc.), Mg and ammonium phosphates), and organic extractants (triisobutylphosphine sulfide (TIBPS), trioctylphosphine oxide (TOFO), etc.). The list of selective sorbents is not limited to the given examples.
На фиг.1 изображена гранула микросферического полого носителя, полученного в результате травления ценосфер крупностью 0,4-0,315 мм реагентом NH4F-HCI-H2O (по данным сканирующей электронной микроскопии).Figure 1 shows a granule of a microspherical hollow carrier obtained by etching cenospheres with a particle size of 0.4-0.315 mm reagent NH 4 F-HCI-H 2 O (according to scanning electron microscopy).
На фиг.2 изображена гранула микросферического сорбента крупностью 0,16-0,1 мм с локализованным во внутреннем объеме молибдофосфатом аммония (по данным оптической микроскопии).Figure 2 shows a granule of a microspherical sorbent with a particle size of 0.16-0.1 mm with ammonium molybdophosphate localized in the internal volume (according to optical microscopy).
Сущность изобретения демонстрируется следующими примерами.The invention is demonstrated by the following examples.
ПРИМЕР 1. Для получения микросферического сорбента используют ценосферы стабилизированного состава с содержанием железа 3,1 мас.% в расчете на Fe2О3, крупностью 0,16-0,1 мм и насыпной плотностью 0,37 г/см3, полученные в результате разделения концентрата ценосфер летучей золы кузнецких углей методом гранулометрической классификации, гидродинамического разделения и магнитной сепарации.EXAMPLE 1. To obtain a microspherical sorbent using a stabilized cenosphere with an iron content of 3.1 wt.% Calculated on Fe 2 About 3 , a particle size of 0.16-0.1 mm and a bulk density of 0.37 g / cm 3 obtained in the separation of the concentrate of cenospheres of fly ash of Kuznetsk coal by the method of particle size classification, hydrodynamic separation and magnetic separation.
Навеску ценосфер помещают в полипропиленовый стакан и обрабатывают травильным раствором следующего состава:A portion of cenospheres is placed in a polypropylene glass and treated with an etching solution of the following composition:
NH4F - 3,7 гNH 4 F - 3.7 g
HCI(12 М) - 10 млHCI (12 M) - 10 ml
Н2O (дист) - до 100 мл.H 2 O (dist) - up to 100 ml.
Время обработки 15 минут, соотношение твердая фаза : жидкость =1:10.Processing time 15 minutes, the ratio of solid phase: liquid = 1: 10.
По окончанию обработки ценосферы разделяются на плавающий (неперфорированные ценосферы) и утонувший (перфорированные ценосферы) слои. Оба слоя собирают и сушат отдельно в вентилируемой камере при 100-110°С. Для получения сорбента используют перфорированные ценосферы.At the end of processing, the cenospheres are divided into floating (non-perforated cenospheres) and drowned (perforated cenospheres) layers. Both layers are collected and dried separately in a ventilated chamber at 100-110 ° C. To obtain the sorbent use perforated cenospheres.
Перфорированные ценосферы помещают в делительную воронку, которую откачивают водоструйным насосом до остаточного давления 8,0 кПа и выдерживают при этом разрежении 30-40 мин. После этого в воронку снизу путем засасывания подают горячий (60-80°С) раствор следующего состава:Perforated cenospheres are placed in a separatory funnel, which is pumped out with a water-jet pump to a residual pressure of 8.0 kPa and maintained at this vacuum for 30-40 minutes. After that, a hot (60-80 ° C) solution of the following composition is fed into the funnel from below from below:
(NH4)6Mo7O24·4H2O - 160 г(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 · 4H 2 O - 160 g
NH4H2PO4 - 8 гNH 4 H 2 PO 4 - 8 g
Н2О (дист) - 500 мл.H 2 O (dist) - 500 ml.
Соотношение ценосферы : раствор =1:2.The ratio of cenosphere: solution = 1: 2.
По окончании этой процедуры воронку с ценосферами и горячим раствором выдерживают 20-30 мин, а затем через нижний кран воронку соединяют с атмосферой, в результате чего происходит заполнение раствором внутренних полостей перфорированных ценосфер.At the end of this procedure, the funnel with cenospheres and hot solution is held for 20-30 minutes, and then through the lower valve the funnel is connected to the atmosphere, as a result of which the solution fills the internal cavities of the perforated cenospheres.
Ценосферы, заполненные раствором, отфильтровывают от избытка жидкой фазы и помещают в установку для обработки газообразным хлороводородом в статических или динамических условиях при непрерывном вращении сосуда с ценосферами. За время обработки, которое составляет 24 часа, непосредственно во внутренней полости перфорированных ценосфер происходит образование желтого осадка молибдофосфата аммония.Cenospheres filled with a solution are filtered off from the excess liquid phase and placed in an installation for treating with gaseous hydrogen chloride under static or dynamic conditions with continuous rotation of the vessel with cenospheres. During the processing time, which is 24 hours, a yellow precipitate of ammonium molybdophosphate forms directly in the inner cavity of the perforated cenospheres.
Полученный продукт отмывают дистиллированной водой и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С. В таблице 1 приведены характеристики полученного сорбента.The resulting product is washed with distilled water and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° C. Table 1 shows the characteristics of the obtained sorbent.
ПРИМЕР 2. Для получения микросферического сорбента используют ценосферы стабилизированного состава с содержанием железа 3,1 мас.% в расчете на Fe2O3, крупностью 0,315-0,2 мм и насыпной плотностью 0,34 г/см3. Обработку травильным раствором проводят как в примере 1. Перфорированные ценосферы выделяют как в примере 1, помещают в делительную воронку и под вакуумом, как описано в примере 1, заполняют горячим (60-80°С) раствором следующего состава (1 стадия заполнения ценосфер):EXAMPLE 2. To obtain a microspherical sorbent, stabilized cenospheres with an iron content of 3.1 wt.% Calculated on Fe 2 O 3 , fineness of 0.315-0.2 mm and bulk density of 0.34 g / cm 3 are used . The etching solution is carried out as in example 1. The perforated cenospheres are isolated as in example 1, placed in a separatory funnel and, under vacuum, as described in example 1, they are filled with a hot (60-80 ° C) solution of the following composition (stage 1 of filling the cenospheres):
K4Fe[(CN)6]·3Н2O - 40 гK 4 Fe [(CN) 6 ] · 3H 2 O - 40 g
Н2O (дист) - 100 мл.H 2 O (dist) - 100 ml.
Ценосферы, заполненные раствором, отфильтровывают от избытка жидкой фазы и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С.Cenospheres filled with a solution are filtered off from the excess liquid phase and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° C.
Полученный продукт вновь вакуумируют и заполняют горячим раствором следующего состава (2 стадия заполнения ценосфер):The resulting product is again evacuated and filled with a hot solution of the following composition (2 stage of filling the cenospheres):
CuSO4·5H2O - 55 гCuSO 4 · 5H 2 O - 55 g
Н2O (дист) - 100 мл.H 2 O (dist) - 100 ml.
Ценосферы оставляют в растворе на 24 часа для кристаллизации ферроцианида меди, затем отфильтровывают от избытка жидкости, отмывают дистиллированной водой и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С (табл.1).The cenospheres are left in the solution for 24 hours to crystallize the copper ferrocyanide, then they are filtered off from the excess liquid, washed with distilled water and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° C (Table 1).
ПРИМЕР 3. Для получения микросферического сорбента используют ценосферы как в примере 2. Обработку травильным раствором и выделение перфорированных ценосфер проводят как в примере 1. Навеску перфорированных ценосфер последовательно в две стадии, как описано в примере 2, заполняют растворами следующего состава:EXAMPLE 3. To obtain a microspherical sorbent, the cenospheres are used as in example 2. The etching solution and the extraction of perforated cenospheres are carried out as in example 1. A portion of the perforated cenospheres is sequentially in two stages, as described in example 2, filled with solutions of the following composition:
Ценосферы оставляют в растворе на 24 часа для кристаллизации фосфата магния, затем отфильтровывают от избытка жидкости, отмывают дистиллированной водой и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С (табл.1).Cenospheres are left in solution for 24 hours to crystallize magnesium phosphate, then filtered off from excess fluid, washed with distilled water and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° C (Table 1).
ПРИМЕР 4. Для получения микросферического сорбента используют ценосферы как в примере 2. Обработку травильным раствором и выделение перфорированных ценосфер проводят как в примере 1. Навеску перфорированных ценосфер последовательно в две стадии, как описано в примере 2, заполняют растворами следующего состава:EXAMPLE 4. To obtain a microspherical sorbent, the cenospheres are used as in example 2. The etching solution and the extraction of perforated cenospheres are carried out as in example 1. A sample of perforated cenospheres is sequentially in two stages, as described in example 2, filled with solutions of the following composition:
Ценосферы оставляют в растворе на 24 часа для кристаллизации сульфида никеля, затем отфильтровывают от избытка жидкости, отмывают дистиллированной водой и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С (табл.1).The cenospheres are left in the solution for 24 hours to crystallize nickel sulfide, then they are filtered off from the excess liquid, washed with distilled water and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° С (Table 1).
ПРИМЕР 5. Для получения микросферического сорбента используют ценосферы стабилизированного состава с содержанием железа 3,1 мас.% в расчете на Fe2O3, крупностью 0,4-0,315 мм и насыпной плотностью 0,33 г/см3. Обработку травильным раствором и выделение перфорированных ценосфер проводят как в примере 1. Навеску перфорированных ценосфер последовательно в две стадии, как описано в примере 2, заполняют растворами следующего состава:EXAMPLE 5. To obtain a microspherical sorbent, stabilized cenospheres with an iron content of 3.1 wt.% Calculated on Fe 2 O 3 , particle size 0.4-0.315 mm and bulk density 0.33 g / cm 3 are used . Processing the etching solution and the selection of perforated cenospheres is carried out as in example 1. A portion of the perforated cenospheres in succession in two stages, as described in example 2, is filled with solutions of the following composition:
Ценосферы оставляют в растворе на 24 часа для кристаллизации карбоната магния, затем отфильтровывают от избытка жидкости, отмывают дистиллированной водой и сушат в вентилируемой камере при 100-120°С.The cenospheres are left in the solution for 24 hours to crystallize magnesium carbonate, then they are filtered off from excess fluid, washed with distilled water and dried in a ventilated chamber at 100-120 ° C.
ПРИМЕРЫ 6, 7. Для получения микросферических сорбентов типа твердых экстрагентов используют ценосферы стабилизированного состава с содержанием железа 3,3 мас.% в расчете на Fe2О3, крупностью 0,16-0,125 мм и насыпной плотностью 0,38 г/см3. Обработку травильным раствором и выделение перфорированных ценосфер проводят как в примере 1. Навески перфорированных ценосфер помещают в делительную воронку и под вакуумом, как описано в примере 1, заполняют горячим (50°С) раствором следующего состава:EXAMPLES 6, 7. To obtain microspherical sorbents of the type of solid extractants, stabilized cenospheres with an iron content of 3.3 wt.% Calculated on Fe 2 O 3 , fineness of 0.16-0.125 mm and bulk density of 0.38 g / cm 3 are used . The etching solution and the selection of perforated cenospheres are carried out as in example 1. Samples of perforated cenospheres are placed in a separatory funnel and, under vacuum, as described in example 1, they are filled with a hot (50 ° C) solution of the following composition:
Полученные продукты оставляют в растворе на 24 часа, после чего отфильтровывают от избытка жидкости, отмывают дистиллированной водой и сушат на воздухе при 20-25°С в течение суток.The resulting products are left in solution for 24 hours, after which they are filtered off from excess fluid, washed with distilled water and dried in air at 20-25 ° C for a day.
Для полученных сорбентов были измерены равновесные ионообменные емкости в отношении катионов Cs, Pd и некоторых цветных металлов. Результаты сорбции представлены в таблице 1.For the obtained sorbents, equilibrium ion-exchange capacities were measured for Cs, Pd cations and some non-ferrous metals. The sorption results are presented in table 1.
Таким образом, приведенные примеры подтверждают возможность воспроизводимого получения микросферических сорбентов на основе ценосфер энергетических зол, активными компонентами которых являются неорганические ионообменники и органические экстрагенты.Thus, the above examples confirm the possibility of reproducibly producing microspherical sorbents based on cenospheres of energy ashes, the active components of which are inorganic ion exchangers and organic extractants.
Характеристики микросферических сорбентов на основе ценосферTable 1
Characteristics of microspherical sorbents based on cenospheres
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112726/15A RU2262383C1 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112726/15A RU2262383C1 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2262383C1 true RU2262383C1 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35863069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004112726/15A RU2262383C1 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262383C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501603C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of producing fly grit microsphere-based sorbent for removal of radioactive wastes (versions) |
RU2527217C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | Александр Валерианович Пастухов | Method of obtaining polymer-inorganic composite sorbents |
-
2004
- 2004-04-26 RU RU2004112726/15A patent/RU2262383C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОЛЬХИН В.В. Селективные неорганические сорбенты и их применение. Сб. "Химия и технология неорганических сорбентов". - Пермь: ППИ, 1980, с.3-19. МАЗУРЕНКО Е.А. Справочник по экстракции. - Киев: Техника, 1972, с.448. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501603C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Method of producing fly grit microsphere-based sorbent for removal of radioactive wastes (versions) |
RU2527217C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | Александр Валерианович Пастухов | Method of obtaining polymer-inorganic composite sorbents |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ain et al. | Facile fabrication of hydroxyapatite-magnetite-bentonite composite for efficient adsorption of Pb (II), Cd (II), and crystal violet from aqueous solution | |
Wang et al. | Hybrid porous magnetic bentonite-chitosan beads for selective removal of radioactive cesium in water | |
Iftekhar et al. | Enrichment of lanthanides in aqueous system by cellulose based silica nanocomposite | |
Taha et al. | Multi-component adsorption of Pb (II), Cd (II), and Ni (II) onto Egyptian Na-activated bentonite; equilibrium, kinetics, thermodynamics, and application for seawater desalination | |
Naushad | Surfactant assisted nano-composite cation exchanger: development, characterization and applications for the removal of toxic Pb2+ from aqueous medium | |
Naushad et al. | Adsorption of cadmium ion using a new composite cation-exchanger polyaniline Sn (IV) silicate: kinetics, thermodynamic and isotherm studies | |
Ghorbani et al. | A new nanostructured material amino functionalized mesoporous silica synthesized via co-condensation method for Pb (II) and Ni (II) ion sorption from aqueous solution | |
Jing et al. | Behavior of ammonium adsorption by clay mineral halloysite | |
US4769223A (en) | Biosorbent for gold | |
EP1070019A1 (en) | Water treatment product and method | |
Mehdinia et al. | High-efficient mercury removal from environmental water samples using di-thio grafted on magnetic mesoporous silica nanoparticles | |
Safa et al. | The sorption of lead, cadmium, copper and zinc ions from aqueous solutions on a raw diatomite from Algeria | |
Hoang et al. | Coconut shell activated carbon/CoFe2O4 composite for the removal of rhodamine B from aqueous solution | |
Dan et al. | Adsorption of uranium from aqueous solution by mesoporous SBA-15 with various morphologies | |
Emam et al. | Adsorption study of some heavy metal ions on modified kaolinite clay | |
CN109621910A (en) | Nano zero valence iron-metal organic frame core-shell material preparation method and applications | |
Behnamfard et al. | The effect of thermal and acid treatment of kaolin on its ability for cyanide removal from aqueous solutions | |
Faghihian et al. | Comparative performance of novel magnetic ion-imprinted adsorbents employed for Cd2+, Cu2+ and Ni2+ removal from aqueous solutions | |
Shah et al. | Native and magnetic oxide nanoparticles (Fe 3 O 4) impregnated bentonite clays as economic adsorbents for Cr (III) removal | |
Lee et al. | Utilization of water clarifier sludge for copper removal in a liquid fluidized-bed reactor | |
Ao et al. | Polyethyleneimine incorporated chitosan/α-MnO2 nanorod honeycomb-like composite foams with remarkable elasticity and ultralight property for the effective removal of U (VI) from aqueous solution | |
Huang et al. | Adsorption of uranium (VI) from aqueous solutions using cross-linked magnetic chitosan beads | |
RU2262383C1 (en) | Method of preparing microspherical sorbent for treating liquid wastes to remove radionuclides, nonferrous and heavy metal ions | |
Lawal et al. | Adsorption of Fe, Pb, Zn and Cr ions from aqueous solutions using natural, ammonium oxalate and sodium hydroxide modified Kaolinite clay | |
US11014082B2 (en) | Reusable porous Na(SiAl)O6.xH2O/NiFe2O4 structure for selective removal of heavy metals from waste waters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080427 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150427 |