RU2340022C1 - Method for obtaining sorbent for environment treatment - Google Patents
Method for obtaining sorbent for environment treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340022C1 RU2340022C1 RU2007121806/06A RU2007121806A RU2340022C1 RU 2340022 C1 RU2340022 C1 RU 2340022C1 RU 2007121806/06 A RU2007121806/06 A RU 2007121806/06A RU 2007121806 A RU2007121806 A RU 2007121806A RU 2340022 C1 RU2340022 C1 RU 2340022C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radioactive
- sorbent
- nodules
- air
- treatment
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения сорбента для очистки среды от радиоактивных и токсичных загрязнений на основе измельченных железомарганцевых конкреций и может быть использовано как в процессе обработки жидких радиоактивных отходов и при очистке сточных промышленных вод, так и для очистки воздушных и паро-воздушных сред.The invention relates to a method for producing a sorbent for cleaning the environment from radioactive and toxic contaminants based on crushed ferromanganese nodules and can be used both in the processing of liquid radioactive waste and in the treatment of industrial wastewater, and for the purification of air and vapor-air media.
Известный способ каталитического разложения закиси азота в чистом виде или находящейся в смеси газов по патенту ФРГ №3543640, МПК В01D-53/56, опубл. 1987 г., предусматривает применение палладийсодержащих катализаторов. Недостатком данного способа является сложность приготовления и регенерации применяемых катализаторов и применение дорогостоящего оборудования при низкой эффективности процесса.The known method for the catalytic decomposition of nitrous oxide in its pure form or in a mixture of gases according to the patent of Germany No. 3543640, IPC B01D-53/56, publ. 1987, provides for the use of palladium-containing catalysts. The disadvantage of this method is the complexity of the preparation and regeneration of the used catalysts and the use of expensive equipment with low process efficiency.
По патенту ФРГ №3634553, МПК B01D-53/56, опубл. 1988 г., для снижения содержания оксидов азота в дымовых газах применяют комковатый марганец и марганецсодержащие морские конкреции. Недостатком данного способа являются низкие прочностные характеристики марганецсодержащих конкреций.According to the patent of Germany No. 3634553, IPC B01D-53/56, publ. 1988, to reduce the content of nitrogen oxides in flue gases, lumpy manganese and manganese-containing marine nodules are used. The disadvantage of this method is the low strength characteristics of manganese-containing nodules.
Согласно патенту РФ №2062518, МПК G21F 9/12, опубл. 1996 г., принятому за прототип, предложен способ очистки растворов, содержащих радиоактивные и токсичные загрязнения, на основе измельченных железомарганцевых конкреций до крупности 0,1-3,0 мм, термически обработанных при 750-850°С. Недостатками данного способа являются повышенные энергозатраты в процессе термообработки конкреций, а также большая вероятность протекания десорбции компонентов из фазы конкреций.According to the patent of the Russian Federation No. 2062518, IPC G21F 9/12, publ. 1996, adopted as a prototype, a method for cleaning solutions containing radioactive and toxic contaminants based on ground ferromanganese nodules to a particle size of 0.1-3.0 mm, heat-treated at 750-850 ° C. The disadvantages of this method are the increased energy consumption in the process of heat treatment of nodules, as well as a greater likelihood of desorption of components from the phase of nodules.
Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно создание эффективного процесса очистки легкодоступным материалом от жидких радиоактивных отходов и сточных промышленных вод, а также очистки воздушных и паро-воздушных сред. Особенностью данного материала является возможность применения модифицированных железомарганцевых конкреций для очистки компонентов ракетных топлив от примесей суммарных окислов азота и несимметричного диметилгидразина.The technical result is the elimination of these shortcomings, namely the creation of an effective process for cleaning easily accessible material from liquid radioactive waste and industrial wastewater, as well as the purification of air and vapor-air environments. A feature of this material is the possibility of using modified ferromanganese nodules for cleaning components of rocket fuels from impurities of total nitrogen oxides and asymmetric dimethylhydrazine.
Технический результат достигается тем, что в способе получения сорбента для очистки среды от токсичных и радиоактивных загрязнений согласно изобретению измельченные железомарганцевые конкреции связывают с бентонитом, гранулируют до крупности не более 0,1 мм и высушивают при температуре 25°С.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a sorbent for cleaning the environment from toxic and radioactive contaminants according to the invention, ground ferromanganese nodules are bonded with bentonite, granulated to a particle size of not more than 0.1 mm and dried at a temperature of 25 ° C.
В качестве сорбента применяют железомарганцевые конкреции Финского залива.As a sorbent, ferromanganese nodules of the Gulf of Finland are used.
Способ поясняется таблицей и чертежами. В таблице представлены значения удельной поверхности простых и модифицированных железомарганцевых конкреций, на Фиг.1 - кривые сорбции тетраоксида азота различными сорбентами, на Фиг.2 - кривые сорбции несимметричного диметилгидразина различными сорбентами.The method is illustrated in the table and drawings. The table shows the values of the specific surface area of simple and modified ferromanganese nodules, Fig. 1 shows sorption curves of nitrogen tetroxide with various sorbents, and Fig. 2 shows sorption curves of asymmetric dimethylhydrazine with various sorbents.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Железомарганцевые конкреции, на примере конкреций Финского залива, после дробления и измельчения до воздушно-сухого состояния связывают с бентонитом, получая гранулы крупностью менее 0,1 мм, и высушивают на воздухе при температуре 25°С. Бентонит - это коллоидная глина, обладающая резко выраженными сорбционными и пластичными свойствами. При использовании этого связующего емкостные и прочностные характеристики сорбента улучшаются, что объясняется увеличением удельной поверхности в процессе размола.Ferromanganese nodules, for example, nodules in the Gulf of Finland, after crushing and grinding to an air-dry state, are associated with bentonite, obtaining granules with a particle size of less than 0.1 mm, and dried in air at a temperature of 25 ° C. Bentonite is a colloidal clay with pronounced sorption and plastic properties. When using this binder, the capacitive and strength characteristics of the sorbent are improved, which is explained by an increase in the specific surface during the grinding process.
Удельная поверхность сорбентов определялась методом Брунауэра-Эммета-Теллера с использованием сжиженного воздуха и прецизионных весов. Результаты измерения удельной поверхности представлены в таблице.The specific surface of the sorbents was determined by the Brunauer-Emmett-Teller method using liquefied air and precision weights. The results of measuring the specific surface are presented in the table.
Результаты определения удельной поверхности ЖМКTable
The results of determining the specific surface of the LMC
Для подтверждения возможности очистки модифицированными конкрециями радиоактивных и промышленных вод были получены значения статических предельных емкостей по стронцию и никелю, а также динамической емкости по железу (2+).To confirm the possibility of treatment with modified nodules of radioactive and industrial waters, the values of the static ultimate capacities for strontium and nickel, as well as the dynamic capacity for iron (2+), were obtained.
Сорбция стронция и никеля по отдельности изучалась в статических условиях на модельных растворах при отношении объема жидкой фазы к массе твердой V/m=10 мл·г-1 и массе навески ЖМК, связанных с бентонитом, 5 г. Значение емкостей определялось по разности концентраций исходного С0 и равновесного Ceq растворов. Модельный раствор соответствующего катиона перемешивали с навеской модифицированных ЖМК магнитной мешалкой при скорости перемешивания 400 об·мин-1 до равновесного состояния. Время установления равновесия, отвечающего постоянству концентрации раствора, составляло 5-6 часов, в опытах время контакта фаз устанавливали не менее 10 часов. Равновесную концентрацию компонентов определяли фотометрическими методами. Экспериментально были определены значения емкости по стронцию 0,97 экв·кг-1, никелю 2,058 экв·кг-1.Sorption of strontium and nickel separately was studied under static conditions on model solutions with the ratio of the volume of the liquid phase to the mass of solid V / m = 10 ml · g -1 and the weight of the weight of LMCs associated with bentonite, 5 g. The value of the capacities was determined by the difference in the concentrations of the initial C 0 and equilibrium C eq solutions. A model solution of the corresponding cation was mixed with a weighed sample of modified LMC magnetic stirrer at a stirring speed of 400 rpm -1 to equilibrium. The time to establish equilibrium corresponding to a constant concentration of the solution was 5–6 hours; in the experiments, the contact time of the phases was set to at least 10 hours. The equilibrium concentration of the components was determined by photometric methods. The values of the capacitance for strontium were determined experimentally 0.97 eq · kg -1 , nickel 2.058 eq · kg -1 .
Поведение железа (2+) изучалось в динамических условиях в колонке с высотой слоя 300 мм и диаметром 16 мм, объем сорбента в колонках - 60 мл. Динамическую емкость до проскока (ДЕ) железа (2+) концентрацией 0,1 мг/л (3,57 мгэкв/л) (ПДК для рыбохозяйственных водоемов) определяли путем анализа проб по 50 мл, отбираемых на выходе из колонки. В отобранных пробах раствора определяли общее содержание железа (2+) и (3+) спектрофотометрическим методом. Исходная концентрация железа (II) на входе в колонку при определении ДЕ составляла 0,026 экв/л (0,728 г/л), а при определении ПДЕ 0,134 экв/л (7,504 г/л). Динамическая емкость модифицированных конкреций оказалось равной 4,1-4,4 экв/кг, тогда как простых 0,5-3 экв/кг.The behavior of iron (2+) was studied under dynamic conditions in a column with a layer height of 300 mm and a diameter of 16 mm, the sorbent volume in the columns was 60 ml. The dynamic capacity to breakthrough (DE) of iron (2+) with a concentration of 0.1 mg / L (3.57 mEq / L) (MPC for fishery reservoirs) was determined by analysis of 50 ml samples taken at the outlet of the column. In the selected samples of the solution, the total iron content (2+) and (3+) were determined by spectrophotometric method. The initial concentration of iron (II) at the inlet to the column when determining the DE was 0.026 eq / L (0.728 g / l), and when determining the PDE 0.134 eq / L (7.504 g / l). The dynamic capacity of the modified nodules turned out to be 4.1–4.4 eq / kg, whereas the simple ones were 0.5–3 eq / kg.
Для подтверждения возможности сорбции газовых смесей была собрана установка, включающая газодинамическую установка (ГДУ), позволяющую задавать концентрации примесей в паровоздушной смеси (ПВС) от 10-6 до 10-3 мг/л, газовый фотоспектрометрический колориметр (ГФСК) для аналитического контроля ПВС и фильтр, заполненный сорбентом. Схема проведения экспериментов представлена на чертеже 1. Измерения проводились по 5 последовательных серий по следующей схеме: воздух без примеси, ПВС с примесью азота или несимметричного диметилгидрозина (НДМГ), ПВС с азота и НДМГ, пропущенная через сорбент при нормальных климатических условиях (температура окружающей среды 25°С, давление 760 мм, влажность 85%).To confirm the possibility of sorption of gas mixtures, a unit was assembled, including a gas-dynamic unit (GDU), which allows you to set the concentration of impurities in the vapor-air mixture (PVA) from 10 -6 to 10 -3 mg / l, a gas photospectrometric colorimeter (GFSK) for analytical control of PVA and filter filled with sorbent. The experimental design is shown in Figure 1. The measurements were carried out in 5 consecutive series according to the following scheme: air without impurities, PVA mixed with nitrogen or asymmetric dimethylhydrosine (UDMH), PVA with nitrogen and UDMH passed through a sorbent under normal climatic conditions (ambient temperature 25 ° C, pressure 760 mm, humidity 85%).
Концентрация примеси азота и НДМГ в ПВС устанавливалась постоянной и составляла 1,00·10-3 мг/л.The concentration of nitrogen impurities and UDMH in PVA was established constant and amounted to 1.00 · 10 -3 mg / L.
В качестве сорбентов использовались силикагель, антрацит, керамзит, искусственный сорбент марки «Аквамандикс», ЖМК различного грансостава и ЖМК, модифицированные бентонитом. Показано, что не один из использованных фильтров, кроме конкреций, связанных с бентонитом, не дал полной очистки ПВС от паров окисей азота (Фиг.1) и НДМГ (Фиг.2) до уровня предельно допустимой концентрации.As sorbents, silica gel, anthracite, expanded clay, artificial sorbent of the Aquamandix brand, LMC of various granular composition and LMC modified with bentonite were used. It was shown that not one of the filters used, except for nodules associated with bentonite, did not completely purify the PVA from the vapor of nitrogen oxides (Figure 1) and UDMH (Figure 2) to the level of maximum permissible concentration.
В способе могут быть использованы конкреции не только Финского залива, но и океанические конкреции, а также конкреции Балтийского моря.In the method, nodules of not only the Gulf of Finland, but also oceanic nodules, as well as nodules of the Baltic Sea, can be used.
Таким образом, в заявленном способе достигается высокая эффективность процесса очистки легкодоступным материалом от жидких радиоактивных отходов и сточных промышленных вод, а также очистки воздушных и паровоздушных сред. Особенностью данного материала является возможность применения модифицированных железомарганцевых конкреций для очистки компонентов ракетных топлив от примесей окислов азота и несимметричного диметилгидразина.Thus, in the inventive method, a high efficiency of the process of cleaning easily accessible material from liquid radioactive waste and industrial wastewater, as well as the purification of air and vapor-air environments, is achieved. A feature of this material is the possibility of using modified ferromanganese nodules for cleaning components of rocket fuels from impurities of nitrogen oxides and asymmetric dimethylhydrazine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121806/06A RU2340022C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Method for obtaining sorbent for environment treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121806/06A RU2340022C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Method for obtaining sorbent for environment treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2340022C1 true RU2340022C1 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007121806/06A RU2340022C1 (en) | 2007-06-09 | 2007-06-09 | Method for obtaining sorbent for environment treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2340022C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545307C1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная фирма "ОЛКАТ" | Adsorbent for removing hydrogen sulphide from gases and method for preparation thereof |
-
2007
- 2007-06-09 RU RU2007121806/06A patent/RU2340022C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545307C1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная фирма "ОЛКАТ" | Adsorbent for removing hydrogen sulphide from gases and method for preparation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Larous et al. | Experimental study of the removal of copper from aqueous solutions by adsorption using sawdust | |
Ferrero | Dye removal by low cost adsorbents: hazelnut shells in comparison with wood sawdust | |
El Nemr et al. | Treatment of wastewater containing toxic chromium using new activated carbon developed from date palm seed | |
Karatas | Removal of Pb (II) from water by natural zeolitic tuff: kinetics and thermodynamics | |
Bekçi et al. | Removal of malachite green by using an invasive marine alga Caulerpa racemosa var. cylindracea | |
Argun et al. | Activation of pine cone using Fenton oxidation for Cd (II) and Pb (II) removal | |
Hanen et al. | Modeling of the dynamics adsorption of phenol from an aqueous solution on activated carbon produced from olive stones | |
Halim et al. | Semi-aerobic landfill leachate treatment using carbon–minerals composite adsorbent | |
US20050207955A1 (en) | Mercury adsorbent composition, process of making same and method of separating mercury from fluids | |
Dardouri et al. | Adsorptive removal of methylene blue from aqueous solution using different agricultural wastes as adsorbents | |
Kluczka | Boron Removal from Aqueous Solutions using an Amorphous Zirconium Dioxide. | |
Leone et al. | Sorption of humic acids by a zeolite-feldspar-bearing tuff in batch and fixed-bed column | |
Syafalni et al. | Peat water treatment using combination of cationic surfactant modified zeolite, granular activated carbon, and limestone | |
Koyuncu | Colour removal from aqueous solution of tar-chromium green 3G dye using natural diatomite | |
WO2020081771A1 (en) | Removal of water contaminants using enhanced ceramic filtration materials | |
RU2340022C1 (en) | Method for obtaining sorbent for environment treatment | |
Hasar et al. | Removal of zinc (II) by activated carbon prepared from almond husks under different conditions | |
US20050204867A1 (en) | Mercury adsorbent composition, process of making same and method of separating mercury from fluids | |
Aydin et al. | Utilization of walnut shells (Juglans regia) as an adsorbent for the removal of acid dyes | |
Salgın et al. | Desorption of salicylic acid from modified bentonite by using supercritical fluids in packed bed column | |
KR20020010532A (en) | Filter material for water-treating and water-treating apparatus | |
Assameur et al. | Contribution to the removal study of Co2+ ions by acid-activated clay from Maghnia (Algeria): equilibrium and kinetic studies | |
Mondal | Removal of Pb (II) from industrial wastewater by using various natural materials–a review | |
Onyango et al. | Application of polymer-natural clay composite in water treatment | |
RU2212068C2 (en) | Sorption method for extracting thorium from soil and from natural and process water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090610 |