RU2498850C1 - Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния - Google Patents
Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498850C1 RU2498850C1 RU2012125745/05A RU2012125745A RU2498850C1 RU 2498850 C1 RU2498850 C1 RU 2498850C1 RU 2012125745/05 A RU2012125745/05 A RU 2012125745/05A RU 2012125745 A RU2012125745 A RU 2012125745A RU 2498850 C1 RU2498850 C1 RU 2498850C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- magnesium
- suspension
- solution
- particles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сорбционной очистке воды. Предложен способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния. Готовят дисперсию фибриллированных целлюлозных волокон, содержащую не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм. Затем готовят суспензию из раствора магнийсодержащей соли и приготовленной дисперсии целлюлозных волокон. Обрабатывают суспензию раствором, содержащим смесь NaOH и Nа2СО3, с получением суспензии частиц композиционного сорбента. Сорбент состоит из целлюлозных волокон с иммобилизованными на них мелкодисперсными частицами гидроксида и карбоната магния. Частицы сорбента отделяют от водной фазы методом напорной флотации. Изобретение обеспечивает получение эффективного сорбента для очистки сточных вод от ионов металлов. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Изобретение может быть использовано в технологиях получения сорбентов для очистки сточных вод от ионов хрома (III), сопутствующих ионов железа, меди, кадмия в различных отраслях промышленности.
Известна технология получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния, включающая использование природного магнийсодержащего материала, содержащего карбонат магния (51,62-52,84%) и гидроксид магния (46,19-47,28%). Этот материал размалывают до размера частиц 3-10 мм и используют в качестве сорбента для очистки сточных вод от ионов хрома (III), железа (III), меди (II) по механизму ионного обмена. (RU, пат. №2424192, C02F 1/28, D01J 20/04, C01F 5/14, опубл. 21.07.2011 г.).
Недостаток технологии - низкая емкость сорбента, что обусловлено его малой удельной поверхностью, доступной для ионного обмена при контакте сорбента с подлежащей очистке водой.
Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является повышение емкости сорбента, обеспечение возможности его использования в высокотехнологичной флотационной очистке сточных вод.
Указанные результаты достигаются тем, что способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния включает приготовление дисперсии фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, раствора магнийсодержащей соли из ряда, содержащего MgCl2 и MgSO4, растворов смесей NaOH и Na2CO3, приготовление суспензии из раствора магнийсодержащей соли и дисперсии указанных целлюлозных волокон в количестве 200-300 мг/дм3 водной фазы, обработку суспензии раствором, содержащим смесь NaOH и Na2CO3 при их массовом соотношении, в пересчете на Na, равном (0,3-0,7):(0,7-0,3), с получением суспензии частиц композиционного сорбента, состоящих из целлюлозных волокон с прочно иммобилизованными ими мелкодисперсными частицами гидроксида и карбоната магния в количестве, в расчете на 100 мас.ч. минеральных компонентов, от 28,21 до 68,15 мас.ч. Mg(OH)2 и от 31,85 до 71,79 мас.ч. MgCO3, отделение частиц сорбента от водной фазы методом напорной флотации с получением сорбента в виде флотошлама. Содержание минеральных компонентов в сорбенте в расчете на 100 мас.ч. волокон равно 50-200 мас.ч. Сорбент используют для очистки сточных вод от ионов хрома (III), железа (III), меди (II), кадмия при его расходе 40-200 мг/дм3 воды.
Способ осуществляют следующим образом. Для получения сорбента используют установку непрерывного действия, содержащую смеситель, реактор, сатуратор, флотатор. Готовят дисперсию целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с концентрацией, например, в диапазоне, 1,0-3,0%. Готовят раствор MgCl2 или MgSO4 с концентрацией, например, 3%, а также растворы смесей NaOH и Na2CO3 с общей концентрацией, например, в диапазоне 2-5%.
В смеситель с заданными объемными скоростями подают дисперсию целлюлозных волокон и раствор магнийсодержащей соли. Далее смесь направляют в реактор, в который подают также с заданной объемной скоростью раствор смеси NaOH и Na2CO3 с заданным количественным соотношением этих компонентов по натрию.
В реакторе в результате реакций магнийсодержащей соли с соединениями натрия образуются (химически осаждаются) наноразмерные частицы труднорастворимых соединений Mg(OH)2 и MgCO3 с заданным их количественным соотношением. Эти частицы под действием сил стяжения прочно иммобилизуются (сорбируются) на целлюлозных волокнах с образованием композиционного сорбента.
Целлюлозные волокна с указанными выше характеристиками обладают уникальными свойствами. Они имеют очень высокую способность к иммобилизации (сорбированию) в водной среде минеральных частиц в момент их образования, при этом сорбционная емкость также очень высока и превышает 800-1000 мас.ч. этих частиц в расчете на 100 мас.ч. волокон. Волокна в водной среде без перемешивания в 15-20 сек образуют флоккулы и затем хлопья. Отдельные волокна и эти образования из них хорошо удерживают мелкие пузырьки воздуха и легко флотируются к поверхности воды в соответствующем аппарате и образуют устойчивый слой флотошлама.
Этим свойством в полной мере обладают и частицы композиционного сорбента.
При перемешивании хлопья и флотошлам легко разрушаются с образованием однородной системы. При прекращении перемешивания частицы вновь быстро образуют легко флотируемые хлопья.
Указанные свойства важны как в процессе приготовления сорбента, так и в процессе очистки сточной воды с использованием этого сорбента, в которых предусмотрено применение технологии напорной флотации.
Важно также, что в этих процессах нет необходимости использовать какие-либо вещества в качестве коагулянтов, флоккулянтов, флотоагентов.
Суспензию сорбента из реактора направляют в сатуратор, насыщают ее воздухом при давлении, например, 2 атм и подают при этом давлении во флотатор. Давление в нем снижается до нормального, растворенный в водной фазе воздух выделяется в виде мелких пузырьков, которые флотируют частицы сорбента к поверхности воды. Образующийся флотошлам отбирают известными методами, обезвоживают и направляют в емкость для хранения или транспортирования.
Возможен вариант, в котором флотошлам отправляют непосредственно в процесс очистки сточных вод.
Целлюлозные волокна подают в смеситель в количестве, которое обеспечивает его концентрацию в суспензии на уровне 200-300 мг/дм3.
Растворы смесей NaOH и Na2CO3 готовят при их массовом соотношении в расчете на натрий в диапазоне от 0,3:0,7 до 0,7:0,3.
Композиционный сорбент содержит, в расчете на 100 мас.ч. минеральных компонентов (МК), от 28,21 до 68,15 мас.ч. Mg(OH)2 и от 31,85 до 71,79 мас.ч. MgCO3, a содержание минеральных компонентов в расчете на 100 мас.ч. волокон равно 50-200 мас.ч.
Изготовленный указанным способом сорбент можно использовать для очистки сточных вод от ионов хрома (III) и сопутствующих ионов железа (III), меди (II), кадмия (II).
Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.
Пример 1. Готовят водную дисперсию фибриллированных древесных целлюлозных волокон (ЦВ) с концентрацией 200 мг/дм3, раствор MgCl2 с содержанием Mg 35,85 мг/дм3, раствор смеси NaOH и Na2CO3 при их массовом отношении по Na 0,3:0,7 и общей концентрацией по Na 67,84 мг/дм3. Смешивают дисперсию ЦВ и раствор MgCl2 и затем в образовавшуюся суспензию подают раствор смеси NaOH и Na2CO3 при одинаковых объемных расходах дисперсии ЦВ и растворов. За определенный промежуток времени получают 3 дм3 суспензии композиционного сорбента (КС) с его содержанием 300 мг и концентрацией 100 мг/дм3 и массовом отношении МК:ЦВ, равном 50:100 при содержании в МК 28,21 мг Mg(OH)2 и 71,79 мг MgCO3. Теоретическая емкость этого количества сорбента равна 51,12 мг по Cr, или 54,9 мг по Fe, или 93,70 мг по Cu, или 165,76 мг по Cd.
Суспензию сатурируют, подают во флотатор, флотошлам отбирают, сгущают и отводят в бак для хранения.
Пример 2. В отличие от условий по примеру 1, используют дисперсию ЦВ, с концентрацией 300 мг/дм3, раствор MgSO4 с содержанием Mg 222,53 мг/дм3, раствор смеси NaOH и Na2CO3 при их массовом отношении 0,7:0,3 и общей концентрацией по Na 426,76 мг/дм3. Получают 3 дм3 суспензии сорбента с его содержанием 900 мг и концентрацией 300 мг/дм3 и массовым отношением МК:ЦВ=200:100 при содержании в 600 мг МК 408,9 мг Mg(OH)2 и 191,1 мг MgCO3. Емкость 900 мг сорбента (или 600 мг МК) равна 313 мг по Cr, или 340,47 мг по Fe, или 581,0 мг по Cu, или 1027,25 мг по Cd.
Пример 3. В отличие от условий по примеру 1, используют дисперсию ЦВ с их содержанием 250 мг/дм3, раствор соли магния с его содержанием 110,18 мг/дм3, раствор смеси NaOH и Na2CO3 при их массовом отношении по натрию 0,5:0,5 и общей концентрацией по Na 208,48 мг/дм3. Получают 3 дм3 суспензии композиционного сорбента с содержанием 562,5 мг, концентрацией 187,5 мг/дм3 и массовом отношением МК:ЦВ, равном 125:100, при содержании в МК 156,25 мг Mg(OH)2 и 156,25 MgCO3. Теоретическая емкость 562,5 мг сорбента равна 157,12 мг по Cr, или 168,5 мг по Fe, или 288,0 мг по Cu, или 509,0 мг по Cd.
Claims (2)
1. Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния, включающий приготовление дисперсии фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих не менее 94 мас.% волокон длиной не более 1,23 мм и не менее 54 мас.% волокон длиной не более 0,63 мм, раствора магнийсодержащей соли из ряда, содержащего MgCl2 и MgSO4, растворов смесей NaOH и Nа2СО3, приготовление суспензии из раствора магнийсодержащей соли и дисперсии указанных целлюлозных волокон в количестве 200-300 мг/дм3 жидкой фазы, обработку суспензии раствором, содержащим смесь NaOH и Na2CO3 при их массовом соотношении в пересчете на Na, равном (0,3-0,7):(0,7-0,3), с получением суспензии частиц композиционного сорбента, состоящих из целлюлозных волокон с прочно иммобилизованными ими мелкодисперсными частицами гидроксида и карбоната магния в количестве, в расчете на 100 мас.ч. минеральных компонентов, от 28,21 до 68,15 мас.ч. Mg(OH)2 и от 31,85 до 71,79 мас.ч. MgCO3, отделение частиц сорбента от водной фазы методом напорной флотации с получением сорбента в виде флотошлама.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание минеральных компонентов в сорбенте в расчете на 100 мас.ч. волокон равно 50-200 мас.ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125745/05A RU2498850C1 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125745/05A RU2498850C1 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2498850C1 true RU2498850C1 (ru) | 2013-11-20 |
Family
ID=49710071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125745/05A RU2498850C1 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2498850C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
RU2117527C1 (ru) * | 1997-06-17 | 1998-08-20 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Сорбент для очистки жидких сред |
RU2418745C1 (ru) * | 2009-12-10 | 2011-05-20 | Эдуард Львович Аким | Способ очистки сточной воды целлюлозно-бумажного производства напорной флотацией |
RU2424192C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ очистки сточных вод от ионов хрома (iii) |
RU2424193C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ сорбционной очистки сточных вод от фенолов |
-
2012
- 2012-06-21 RU RU2012125745/05A patent/RU2498850C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
RU2117527C1 (ru) * | 1997-06-17 | 1998-08-20 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Сорбент для очистки жидких сред |
RU2424193C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ сорбционной очистки сточных вод от фенолов |
RU2418745C1 (ru) * | 2009-12-10 | 2011-05-20 | Эдуард Львович Аким | Способ очистки сточной воды целлюлозно-бумажного производства напорной флотацией |
RU2424192C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ очистки сточных вод от ионов хрома (iii) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10843932B2 (en) | Surface-coated calcium carbonate-containing material and process for the purification of water | |
US8470181B2 (en) | Surface-reacted calcium carbonate in combination with hydrophobic adsorbent for water treatment | |
Duan et al. | Adsorption of humic acid by powdered activated carbon in saline water conditions | |
Ezechi et al. | Boron in Produced VVater: Challenges and Improvements: A Comprehensive Review | |
Licsko | Realistic coagulation mechanisms in the use of aluminium and iron (III) salts | |
PT1982759E (pt) | Carbonato de cálcio com superfície tratada e sua utilização no tratamento de água residual | |
Mahmoud et al. | Immobilization of Fusarium verticillioides fungus on nano-silica (NSi–Fus): A novel and efficient biosorbent for water treatment and solid phase extraction of Mg (II) and Ca (II) | |
JP2020533163A (ja) | 水処理工程 | |
CN107935278A (zh) | 一种泡沫采气废水的处理方法以及一种泡沫采气废水处理装置 | |
CA2812120A1 (en) | A method for the removal of organic chemicals and organometallic complexes from process water or other streams of a mineral processing plant using zeolite | |
RU2468997C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов алюминия | |
CN117046615A (zh) | 一种泡沫精矿矿浆用复合絮凝剂及其制备方法 | |
RU2471556C1 (ru) | Способ обработки отработанных регенерационных растворов соли натрий-катионитовых фильтров | |
RU2498850C1 (ru) | Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния | |
RU2482074C1 (ru) | Способ очистки сточной воды от мышьяка | |
RU2399412C2 (ru) | Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод | |
RU2500623C1 (ru) | Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) | |
RU2494046C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов металлов | |
Sasikala et al. | A Laboratory Study for the Treatment of Turbidity and Total Hardness Bearing Synthetic Wastewater | |
RU2488439C1 (ru) | Способ получения композиционного сорбента на основе сульфида свинца | |
RU2523466C1 (ru) | Способ получения сорбентов на основе гидроксида железа и сульфата кальция на носителе из целлюлозных волокон | |
RU2424193C1 (ru) | Способ сорбционной очистки сточных вод от фенолов | |
RU2480419C1 (ru) | Способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
RU2488561C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
RU2484893C1 (ru) | Способ приготовления органоминерального сорбента на основе гидроксида железа |