RU2263536C1 - Сорбент, способ его получения и использования - Google Patents
Сорбент, способ его получения и использования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263536C1 RU2263536C1 RU2004119534/15A RU2004119534A RU2263536C1 RU 2263536 C1 RU2263536 C1 RU 2263536C1 RU 2004119534/15 A RU2004119534/15 A RU 2004119534/15A RU 2004119534 A RU2004119534 A RU 2004119534A RU 2263536 C1 RU2263536 C1 RU 2263536C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- manganese oxides
- precipitate
- solution
- manganese
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неорганических сорбентов, их получению и использованию. Предложен сорбент на основе оксидов марганца, полученный способом, включающий смешивание раствора парманганата щелочного металла с восстановителем в щелочной среде с получением суспензии осадка оксидов марганца, выдержку суспензии, введение в процессе выдержки суспензии органического связующего в количестве 0,5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца, отделение осадка, его сушку на рабочей поверхности, прокаливание, декриптацию и выделение гранул. В качестве органического связующего используют вещества, выбранные из группы: поливиниловый спирт, полиакриламид, поливинилацетат, карбоксиметилцеллюлоза, желатин, казеин. Предложен также способ очистки растворов от радионуклидов стронция путем пропускания очищаемого раствора через сорбент, полученный описанным выше способом. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области получения селективных неорганических сорбентов для извлечения металлов, в частности стронция, из растворов.
Известен сорбент на основе гидратированного диоксида марганца, используемого для извлечения радионуклидов (А.В.Бекренев и др. «Использование неорганических сорбентов для извлечения радионуклидов». XIII Всесоюзный семинар «Химия и технология неорганических сорбентов». Сборник тезисов. Минск, 1991 г., с.4).
Известен также сорбент на основе гидратированного диоксида марганца, нанесенный на пористый носитель, например активный уголь или опилки (А.В.Бекренев и др. «Кислотно-основные и ионообменные свойства сорбента на основе гидратированного диоксида марганца». Там же, с.5).
Основным недостатком данных сорбентов является их низкая селективность, в частности к радионуклидам стронция.
Известен способ очистки растворов от радионуклидов стронция и цезия путем последовательного пропускания раствора через селективные к стронцию и цезию сорбенты, в качестве которых используют силикотитанат натрия, цеолит, модифицированный фосфатами щелочноземельных металлов, фосфаты щелочноземельных металлов на волокнистой основе (RU 2118856, 1998). Недостатком данного способа является низкая эффективность очистки солевых растворов от радионуклидов стронция.
Известен способ очистки растворов от радионуклидов, по которому раствор вначале пропускают через ферроцианидный сорбент, а затем через гидроксид четырехвалентного металла, предпочтительно содержащий инертное связующее (RU 2050027, 1995). Данный способ также является малоэффективным для очистки от радионуклидов стронция растворов с высоким содержанием посторонних солей.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ получения сорбента на основе оксидов марганца, включающий восстановление перманганата щелочного металла в щелочной среде, сушку частично обезвоженной пасты на рифленой поверхности, термическую обработку и гранулирование, причем восстановление перманганат-ионов проводят солями двухвалентного марганца при рН жидкой фазы 11.5-11.9, термическую обработку высушенной пасты осуществляют при 140-300°С, а гранулирование проводят в водном растворе после термообработки.
Сорбент, полученный таким способом, является неорганическим сорбентом на основе оксидов марганца(III, IV) общей формулы МеnMnOх, где Me-K, Na или их смесь, n=0,19-0,30, х=1,94-2,00.
Полученный сорбент используют для селективного извлечения стронция из растворов путем пропускания раствора через сорбент (RU 2094115, 1999).
Недостатком известного технического решения является то, что гранулы получаемого сорбента обладают низкой гидромеханической прочностью (ГМП), что резко снижает эффективность использования данного сорбента для очистки растворов в динамическом режиме.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения сорбента на основе оксидов марганца, который обладал бы одновременно повышенной селективностью по отношению к стронцию и высокой ГМП, что позволило бы проводить эффективную очистку раствора в условиях длительной эксплуатации.
Поставленная задача решается описываемым способом получения неорганического сорбента на основе оксидов марганца, включающим смешивание раствора перманганата щелочного металла с восстановителем в щелочной среде с получением суспензии осадка оксидов марганца, выдержку суспензии, отделение осадка, его сушку на рабочей поверхности, прокаливание, декриптацию и выделение гранул, причем в процессе выдержки суспензии осуществляют введение органического связующего в количестве 0,5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца.
Предпочтительно, в качестве органического связующего используют вещества, выбранные из группы: поливиниловый спирт, полиакриламид, поливинилацетат, карбоксиметилцеллюлоза, желатин, казеин.
Предпочтительно, в качестве восстановителя используют вещества, выбранные из группы: сульфит щелочного металла, соли гидразина или гидроксиламина, соль двухвалентного марганца.
Предпочтительно, органическое связующее вводят в количестве 5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца.
Предпочтительно, смешивание раствора перманганата щелочного металла с восстановителем ведут при рН=10-12, а прокаливание осадка проводят при температуре 150-250°С.
Поставленная задача решается также заявленным сорбентом на основе оксидов марганца, полученным в соответствии с описанным выше способом.
Кроме того, поставленная задача решается описываемым способом очистки растворов от радионуклидов стронция, который включает пропускание очищаемого раствора через сорбент, полученный способом, охарактеризованном выше.
Предпочтительно, пропускание очищаемого раствора через сорбент на основе оксидов марганца ведут со скоростью 2-20 колоночных объемов в час.
Предпочтительно, неорганический сорбент на основе оксидов марганца используют в виде гранул с размером 0,25-3,0 мм.
Ниже приведены примеры осуществления способа получения сорбента, характеристики сорбента и способ очистки растворов от радионуклидов стронция с использованием полученного сорбента.
ПРИМЕР 1.
К 250 см3 0,10 моль/л раствора перманганата калия при перемешивании добавляют 250 см3 0,15 моль/л раствора сульфата марганца(II) и 10%-ный раствор гидроксида натрия для достижения рН смеси, равным 12,0. Полученную суспензию осадка перемешивают еще 2 часа. Затем в смесь вносят 5,4 г 5%-ного раствора поливинилового спирта (ПВС), что составляет 5% от количества образовавшегося осадка оксидов марганца. Полученную смесь перемешивают еще 2 часа, после чего отфильтровывают осадок под вакуумом на воронке Бюхнера и промывают его деоинизированной водой до рН промывных вод менее 8. Затем полученную пасту переносят в металлический поддон, равномерно распределяют по поверхности до получения слоя высотой около 5 мм, высушивают при температуре 80-100°С до постоянного веса и прокаливают при температуре 250°С в течение 4 часов. Прокаленный осадок охлаждают до комнатной температуры, вносят в стакан с 250 см3 деоинизированной воды и выдерживают при периодическом перемешивании в течение 2-3-х часов. Полученные гранулы промывают водой и подвергают мокрому рассеву на ситах с получением рабочей фракции с размером 0,25-3,0 мм. Полученные гранулы высушивают на воздухе при температуре 80-100°С до постоянного веса. В результате получают 5,1 г готового сорбента.
ПРИМЕРЫ 2-6.
Синтез сорбентов по примерам 2-6 проводили аналогично примеру 1 при параметрах проведения процесса, указанных в таблице 1. В процессе синтеза поливиниловый спирт, полиакриламид, карбоксиметилцеллюлозу, желатин и казеин вносили в суспензию осадка в виде 5%-го водного раствора, а поливинилацетат - в виде 5%-ной водной суспензии.
Сорбенты, полученные по примерам 1-6, а также сорбент марки ИСМ-S, полученный по способу-прототипу испытывали для сорбции стронция в статических условиях. С этой целью непрерывно перемешивали 0,1 г сорбента с 20 см3 раствора, содержащего 0,01 моль/л нитрата кальция и микроколичества радионуклида стронций-85 в течение 48 часов. После этого отфильтровывали жидкую фазу и определяли в ней удельную активность радионуклида стронций-85 и равновесную концентрацию ионов кальция. По результатам анализов рассчитывали значения коэффициента распределения (Кд) стронция-85 и статической емкости (СЕ) по кальцию.
В качестве эксплуатационной характеристики сорбентов была определена величина гидромеханической прочности (ГМП) гранул.
| Таблица 1 Условия синтеза сорбентов на основе оксидов марганца |
|||||
| Номер примера | Восстановитель | Связующее | Количество связующего, % масс. | рН суспензии | Температура прокалки, °С |
| 1 | сульфат марганца (II) | поливиниловый спирт | 5 | 12,0 | 250 |
| 2 | сульфит натрия | полиакриламид | 0,5 | 10,0 | 200 |
| 3 | гидразин-гидрат | поливинилацетат | 10 | 10,5 | 150 |
| 4 | гидроксиламин-сульфат | карбоксиметил-целлюлоза | 10 | 10,0 | 150 |
| 5 | сульфат марганца (II) | желатин | 10 | 11,0 | 150 |
| 6 | сульфат марганца (II) | казеин | 5 | 11,5 | 150 |
Методика определения ГМП состояла в следующем. Навеска воздушно-сухого сорбента массой 1,00 г с размером гранул 0,25-1,0 мм контактировала с 20 см3 воды при непрерывном перемешивании в течение 24 часов. Затем гранулы сорбента переносили на сито с размером ячеек 0,25 мм, тщательно промывали их водой, сушили при 100°С до постоянного веса, охлаждали и взвешивали сорбент на аналитических весах с точностью до 0,01 г. Величину ГМП, выраженную в процентах, рассчитывали как отношение массы сорбента после встряхивания к исходной массе.
Полученные значения Кд, СЕ и ГМП для сорбентов приведены в таблице 2.
| Таблица 2 Значения коэффициентов распределения (Кд), статической емкости (СЕ) и гидромеханической прочности (ГМП) сорбентов |
|||
| Номер примера | Kd, см3/г | СЕ, мг-экв/г | ГМП, % |
| 1 | 1350 | 1,50 | 90 |
| 2 | 1400 | 1,35 | 75 |
| 3 | 1200 | 1,20 | 85 |
| 4 | 1250 | 1,25 | 80 |
| 5 | 1300 | 1,35 | 95 |
| 6 | 1420 | 1,15 | 92 |
| Прототип | 1350 | 1,45 | 55 |
Представленные в таблице 2 результаты показывают, что проведение синтеза по заявляемому способу позволяет получать значительно более прочные, по сравнению с прототипом, гранулы сорбентов при сохранении ими высоких сорбционно-селективных характеристик по отношению к стронцию.
ПРИМЕР 7
Сорбенты, полученные по примерам 1-6, а также сорбент марки ИСМ-S, полученный по способу-прототипу испытывают для очистки от стронция модельного раствора, содержащего 0,001 моль/л нитрата кальция и микроколичества радионуклида стронция-85. С этой целью, через колонку, заполненную 3 см3 сорбента с размером гранул 0,25-3,0 мм, пропускают с постоянной скоростью модельный раствор. Раствор после выхода из колонки собирают по фракциям и анализируют на содержание радионуклида стронция-85. По результатам анализов определяют ресурс сорбента - объем раствора, выраженного в колоночных объемах (к.о.), прошедшего до наступления 1%-го проскока стронция в фильтрат. Полученные значения ресурса сорбентов приведены в таблице 3.
| Таблица 3 Результаты очистки модельного раствора от стронция |
||
| Тип сорбента (номер примера) | Скорость фильтрации, к.о./час | Ресурс сорбента, к.о. |
| 1 | 5 | 2000 |
| 2 | 10 | 2050 |
| 3 | 2 | 1950 |
| 4 | 20 | 1800 |
| 5 | 5 | 2050 |
| 6 | 5 | 1850 |
| Прототип | 5 | 1950 |
В процессе очистки с использованием сорбентов, полученных по заявляемому способу, увеличения гидравлического сопротивления слоя сорбента не наблюдалось, что свидетельствует о высокой механической прочности гранул. При использовании сорбента, полученного по способу-прототипу, наблюдалось постепенное увеличение гидравлического сопротивления слоя, связанное с частичным разрушением гранул сорбента. Значения ресурса очистки для сорбентов, полученных по заявляемому способу и способу-прототипу, практически совпадают. Таким образом, полученные результаты показывают, что сорбенты, полученные по заявляемому способу, обладают одновременно высокими сорбционно-селективными и эксплуатационными характеристиками, что позволяет их использовать для очистки растворов сложного солевого состава от радионуклидов стронция.
Claims (9)
1. Способ получения неорганического сорбента на основе оксидов марганца, включающий смешивание раствора перманганата щелочного металла с восстановителем в щелочной среде с получением суспензии осадка оксидов марганца, выдержку суспензии, отделение осадка, его сушку на рабочей поверхности, прокаливание, декриптацию и выделение гранул, отличающийся тем, что в процессе выдержки суспензии осуществляют введение органического связующего в количестве 0,5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического связующего используют вещества, выбранные из группы: поливиниловый спирт, полиакриламид, поливинилацетат, карбоксиметилцеллюлоза, желатин, казеин.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют вещества, выбранные из группы: сульфит щелочного металла, соли гидразина или гидроксиламина, соль двухвалентного марганца.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическое связующее вводят в количестве 5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание раствора перманганата щелочного металла с восстановителем ведут при рН 10-12, а прокаливание осадка проводят при температуре 150-250°С.
6. Сорбент на основе оксидов марганца, отличающийся тем, что он получен способом, охарактеризованным в пп.1-5.
7. Способ очистки растворов от радионуклидов стронция, включающий пропускание очищаемого раствора через сорбент на основе оксидов марганца, отличающийся тем, что пропускание раствора ведут через сорбент, полученный способом, охарактеризованным в пп.1-5.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что пропускание очищаемого раствора через сорбент на основе оксидов марганца ведут со скоростью 2-20 колоночных объемов в час.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что неорганический сорбент на основе оксидов марганца используют в виде гранул с размером 0,25-3,0 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119534/15A RU2263536C1 (ru) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Сорбент, способ его получения и использования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119534/15A RU2263536C1 (ru) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Сорбент, способ его получения и использования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2263536C1 true RU2263536C1 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35865389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004119534/15A RU2263536C1 (ru) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Сорбент, способ его получения и использования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2263536C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447922C1 (ru) * | 2010-08-25 | 2012-04-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Фильтрующий материал для очистки воды от железа, марганца и сероводорода и способ его получения |
| RU2545307C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная фирма "ОЛКАТ" | Адсорбент для очистки газов от сероводорода и способ его приготовления |
-
2004
- 2004-06-29 RU RU2004119534/15A patent/RU2263536C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447922C1 (ru) * | 2010-08-25 | 2012-04-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Фильтрующий материал для очистки воды от железа, марганца и сероводорода и способ его получения |
| RU2545307C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная фирма "ОЛКАТ" | Адсорбент для очистки газов от сероводорода и способ его приготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101132856B (zh) | 沉淀二氧化硅的聚集体，其制备方法和其在气体过滤中作为过滤器介质的用途 | |
| CN103170304B (zh) | 采用凹凸棒土制备直链烷烃吸附用5a分子筛的方法 | |
| CN105921103B (zh) | 一种同时固定氮磷的La(OH)3改性硅藻土-分子筛吸附材料的制备方法 | |
| EA001175B1 (ru) | Способ производства гранул цеолита х с низким содержанием двуокиси кремния с низким содержанием инертного связующего | |
| US9409147B2 (en) | Method for granulation of absorbent and adsorbent granules prepared by the same | |
| CN104492405B (zh) | 一种核壳型分子筛微球及其制备方法和用途 | |
| CN101007260A (zh) | 吸附剂的制备方法、吸附剂和吸附装置 | |
| US3979335A (en) | Process for the preparation of synthetic zeolites | |
| JP5936196B2 (ja) | セシウム含有層状複水酸化物複合体、廃棄物固化体、セシウム含有廃水の処理方法、層状複水酸化物複合体、及び層状複水酸化物複合体の製造方法 | |
| US5462693A (en) | Air purifying agent and a process for producing same | |
| RU2263536C1 (ru) | Сорбент, способ его получения и использования | |
| JP3924381B2 (ja) | 水中に溶解した砒素を吸着除去する方法 | |
| CN102343253B (zh) | 一种过滤吸附剂材料及其制备方法和应用 | |
| RU2320406C2 (ru) | Способ получения ферроцианидного сорбента | |
| JP3451664B2 (ja) | 二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法 | |
| Guo et al. | Removal of endotoxin from aqueous solutions by affinity membrane | |
| CN1042021C (zh) | 无粘结剂5a脱蜡分子筛吸附剂制备 | |
| JPH0653569B2 (ja) | ゼオライト粒状物の破砕強度を増大させる方法 | |
| JP6637316B2 (ja) | 液体処理膜の製造方法 | |
| JP2004059330A (ja) | 非晶質アルミニウムケイ酸塩からなる管状構造体、その製造方法及びそれを用いた吸着剤 | |
| CN114349019A (zh) | 一种粉煤灰基沸石分子筛的制备方法 | |
| CN108525643A (zh) | 一种对二甲苯吸附剂及其制备方法 | |
| KR101812598B1 (ko) | 메조기공 및 미세기공을 동시에 갖는 fau 제올라이트의 제조방법 | |
| JP2000210557A (ja) | Ｘ型ゼオライト含有成形体及びその製造方法並びにその用途 | |
| CN112755961A (zh) | 一种负载有MgO的活性炭及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060630 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071010 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191029 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |