RU2454372C2

RU2454372C2 - Method of extracting molybdenum (vi) ions from aqueous solution using bean husks

Info

Publication number: RU2454372C2
Application number: RU2010109104/05A
Authority: RU
Inventors: Лидия Алексеевна Воропанова (RU); Лидия Алексеевна Воропанова; Виктория Петровна Пухова (RU); Виктория Петровна Пухова; Залина Акимовна Гагиева (RU); Залина Акимовна Гагиева
Original assignee: Лидия Алексеевна Воропанова
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2012-06-27
Also published as: RU2010109104A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used to purify industrial and household wastes as well as in agriculture. The method is realised by bringing a solution containing molybdenum (VI) ions into contact with a sorbent in form of bean husks. Sorption is carried out at pH 2-4 for not less than three hours.

EFFECT: method provides efficient sorption of molybdenum (VI) ions from aqueous solution at a high rate and using agricultural wastes as the sorbent.

5 dwg, 4 ex

Description

Способ извлечения аниона молибдена (VI) из водного раствора относится к области извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использован для очистки промышленных и бытовых стоков, а также в сельскохозяйственном производстве.The method of extraction of molybdenum (VI) anion from an aqueous solution relates to the field of extraction of substances by ion-exchange materials and can be used for purification of industrial and domestic wastewater, as well as in agricultural production.

Известен способ сорбции Mo (VI) на активированном угле [Polyhedron, 1989 - 8, №1, с.71-76].A known method of sorption of Mo (VI) on activated carbon [Polyhedron, 1989 - 8, No. 1, p. 71-76].

Недостатком способа является то, что для сорбции использовали относительно дорогой сорбент, кроме того, сорбция исследовалась в зависимости от pH исходного раствора, и не учитывалось изменение pH в процессе сорбции, что влияет на результаты сорбции.The disadvantage of this method is that a relatively expensive sorbent was used for sorption, in addition, sorption was studied depending on the pH of the initial solution, and the pH change during sorption was not taken into account, which affects the results of sorption.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов молибдена (VI) из водного раствора сорбцией семенами клевера и люцерны, включающий обработку сорбента и раствора, контакт раствора и сорбента [патент 2125023 РФ, C02F, 1999].The closest technical solution is a method for extracting molybdenum (VI) ions from an aqueous solution by sorption by clover and alfalfa seeds, including processing the sorbent and solution, contacting the solution and sorbent [RF patent 2125023, C02F, 1999].

Недостатком способа является то, что неизвестны условия и результаты сорбции молибдена (VI) кожицей фасоли. Кроме того, не выяснено влияние концентрации исходного раствора на результаты сорбции, исследована лишь сорбция молибдена (VI) из слабоконцентрированного водного раствора с концентрацией 100 мг/дм³ по MoO₃.The disadvantage of this method is that the conditions and results of sorption of molybdenum (VI) by the bean skin are unknown. In addition, the influence of the concentration of the initial solution on the sorption results was not clarified; only the sorption of molybdenum (VI) from a weakly concentrated aqueous solution with a concentration of 100 mg / dm ³ in MoO _{3 was} studied.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрой и эффективной сорбции молибдена (VI) из водного раствора с использованием недорогих материалов, продуктов и отходов сельскохозяйственного производства.The problem to which the claimed invention is directed is to find optimal conditions for the fast and efficient sorption of molybdenum (VI) from an aqueous solution using inexpensive materials, products and agricultural waste.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является экономичность процесса сорбции молибдена (VI) из водного раствора за счет использования отходов сельскохозяйственного производства.The technical result that can be achieved by carrying out the invention is the efficiency of the process of sorption of molybdenum (VI) from an aqueous solution through the use of agricultural waste.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения молибдена (VI) из водного раствора сорбцией, включающем обработку сорбента и раствора, контакт раствора и сорбента, в качестве сорбента используют кожицу фасоли, сорбцию ведут при pH=2-4 за время менее 3 часов.This technical result is achieved by the fact that in the known method of extracting molybdenum (VI) from an aqueous solution by sorption, including processing the sorbent and the solution, the contact of the solution and the sorbent, bean skin is used as the sorbent, sorption is carried out at pH = 2-4 for less than 3 hours.

Сущность способа поясняется графиками, изображенными на фиг.1-5, где даны результаты сорбции молибдена (VI) кожицей фасоли в виде зависимости остаточной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), от величины pH, времени сорбции, ч, и исходной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), и предварительной обработки сорбента, а также изотермой сорбции - зависимостью от равновесной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), СОЕ, мг/г, сорбционной обменной емкости сорбента в мг Mo (VI), сорбированных 1 г кожицей фасоли в равновесном состоянии.The essence of the method is illustrated by the graphs depicted in figures 1-5, where the results of sorption of molybdenum (VI) by the bean skin are given in the form of a dependence of the residual concentration, mg / dm ³ Mo (VI), on the pH value, sorption time, h, and the initial concentration , mg / dm ³ Mo (VI), and pre-treatment of the sorbent, as well as the sorption isotherm, depending on the equilibrium concentration, mg / dm ³ Mo (VI), СОЕ, mg / g, sorption exchange capacity of the sorbent in mg Mo (VI) sorbed 1 g of bean skin in equilibrium.

Для исследования использовали семена фасоли урожая 2009 г. Предварительно сорбент в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворах H₂SO₄ или NaOH либо в дистиллированной воде.For the study we used bean seeds of the 2009 harvest. Previously, the sorbent was kept at 0.1 N for 24 hours. solutions of H ₂ SO ₄ or NaOH or in distilled water.

Сорбцию молибдена (VI) осуществляли из 100 см³ исходного раствора Na₂MoO₄, масса сорбента 1 г, температура комнатная.Sorption of molybdenum (VI) was carried out from 100 cm ^{3 of the} initial solution of Na ₂ MoO ₄ , the mass of the sorbent 1 g, room temperature.

Сорбцию проводили в статических условиях при непрерывном перемешивании, в процессе сорбции поддерживали заданное значение pH раствора непрерывной нейтрализацией раствора щелочью NaOH или кислотой H₂SO₄. Коррекцию величины pH до заданного значения осуществляли в пределах трех часов и через сутки от начала сорбции. Концентрацию иона металла определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром марки pH-121.Sorption was carried out under static conditions with continuous stirring; during the sorption process, the preset pH of the solution was maintained by continuously neutralizing the solution with NaOH alkali or H ₂ SO ₄ acid. The correction of pH to a predetermined value was carried out within three hours and a day after the start of sorption. The concentration of the metal ion was determined on a KFK-3 brand colorimeter, the acid-base characteristics of the solution were monitored by a pH-121 brand pH meter.

Примеры конкретного выполнения способа.Examples of specific performance of the method.

Пример 1 (фиг.1).Example 1 (figure 1).

На фиг.1 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного дистиллированной водой, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³ Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-4, лучшие результаты получены при pH=2, СОЕ=70 мг/г.Figure 1 shows the results of sorption of molybdenum (VI) from an aqueous solution of bean skin pre-treated with distilled water, in the form of a dependence of the residual concentration of molybdenum (VI) on the pH of the solution and sorption time. The concentration of the initial solution 1,111-1,155 mg / DM ³ Mo (VI). The numbers indicate the time of sorption, h. It can be seen that sorption is carried out in a period of not more than 3 hours. Sorption is carried out at pH = 1-4, the best results are obtained at pH = 2, SOE = 70 mg / g.

Пример 2 (фиг.2).Example 2 (figure 2).

На фиг.2 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного 0,1 н. раствором H₂SO₄, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-5, лучшие результаты получены при pH=2 и 4 СОЕ=37-42 мг/г.Figure 2 shows the results of sorption of molybdenum (VI) from an aqueous solution of bean skin, pre-treated with 0.1 N. a solution of H ₂ SO ₄ , in the form of a dependence of the residual concentration of molybdenum (VI) on the pH of the solution and sorption time. The concentration of the initial solution 1,111-1,155 mg / DM ³ Mo (VI). The numbers indicate the time of sorption, h. It can be seen that sorption is carried out in a period of not more than 3 hours. Sorption is carried out at pH = 1-5, the best results are obtained at pH = 2 and 4 SOU = 37-42 mg / g.

Пример 3 (фиг.3)Example 3 (FIG. 3)

На фиг.3 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного 0,1 н. раствором NaOH, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-5, лучшие результаты получены при pH=2, СОЕ=61 мг/г.Figure 3 shows the results of sorption of molybdenum (VI) from an aqueous solution of bean skin, pre-treated with 0.1 N. NaOH solution, in the form of the dependence of the residual concentration of molybdenum (VI) on the pH of the solution and sorption time. The concentration of the initial solution 1,111-1,155 mg / DM ³ Mo (VI). The numbers indicate the time of sorption, h. It can be seen that sorption is carried out in a period of not more than 3 hours. Sorption is carried out at pH = 1-5, the best results were obtained at pH = 2, SOE = 61 mg / g.

Пример 4 (фиг.4 и 5)Example 4 (figures 4 and 5)

На фиг.4 дана зависимость остаточной концентрации от времени сорбции и исходной концентрации раствора от времени сорбции при водной обработке сорбента при времени сорбции до 3 часов и pH=2. Цифрами указана начальная концентрация раствора в г/дм³.Figure 4 shows the dependence of the residual concentration on the sorption time and the initial concentration of the solution on the sorption time during aqueous treatment of the sorbent at a sorption time of up to 3 hours and pH = 2. The numbers indicate the initial concentration of the solution in g / DM ³ .

Из данных фиг.4 следует, что при данной предварительной обработке сорбента и комнатной температуре результаты сорбции зависят от величины pH, времени сорбции (равновесие наступает при pH меньше 3 часов) и исходной концентрации раствора.From the data of figure 4 it follows that with this pre-treatment of the sorbent and room temperature, the results of sorption depend on the pH value, sorption time (equilibrium occurs at pH less than 3 hours) and the initial concentration of the solution.

На фиг.5 по данным фиг.4 дана изотерма сорбции - зависимость СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации раствора С_равн, мг/дм³, при pH=2 и времени сорбции 3 часа. На графике показана также аналитическая зависимость СОЕ=18,97 ln (С_равн) - 66,74.In Fig. 5, according to Fig. 4, the sorption isotherm is given — the dependence of SOE, mg / g, on the equilibrium concentration of solution C _equal , mg / dm ³ , at pH = 2 and sorption time 3 hours. The graph also shows the analytical dependence of SOE = 18.97 ln (C _equals ) - 66.74.

Из данных фиг.5 следует, что при концентрации исходного раствора С_исх≥3 г/дм³ наступает насыщение кожицы фасоли ионами Mo (VI), при котором СОЕ=86 мг/г.From the data of Fig. 5, it follows that at a concentration of the initial solution C _ex ≥3 g / dm ³ , the bean skin is saturated with Mo (VI) ions, at which СОЕ = 86 mg / g.

Аналогичные результаты получены для сорбента, предварительно обработанного 0,1 н. раствором щелочи.Similar results were obtained for a sorbent pretreated with 0.1 N. alkali solution.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет более высокие показатели сорбции иона Мо (VI) и большую скорость сорбции.The proposed method in comparison with the prototype has a higher sorption rate of the Mo (VI) ion and a high sorption rate.

Claims

A method of extracting molybdenum (VI) ions from an aqueous solution by sorption, including processing the sorbent and the solution, contacting the solution and the sorbent, characterized in that the beans are used as the sorbent, and the sorption is carried out at pH 2-4 in less than 3 hours.