RU2658058C1 - Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод - Google Patents
Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658058C1 RU2658058C1 RU2017117220A RU2017117220A RU2658058C1 RU 2658058 C1 RU2658058 C1 RU 2658058C1 RU 2017117220 A RU2017117220 A RU 2017117220A RU 2017117220 A RU2017117220 A RU 2017117220A RU 2658058 C1 RU2658058 C1 RU 2658058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- sorbent
- trichloropropane
- mixture
- molar ratio
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- CFXQEHVMCRXUSD-UHFFFAOYSA-N TCP Natural products ClCC(Cl)CCl CFXQEHVMCRXUSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- TWNFQGDUPXFSCV-UHFFFAOYSA-N 2-aminoethanol;hydrazine;hydrate Chemical compound O.NN.NCCO TWNFQGDUPXFSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 9
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims description 5
- ZNSMNVMLTJELDZ-UHFFFAOYSA-N Bis(2-chloroethyl)ether Chemical compound ClCCOCCCl ZNSMNVMLTJELDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 17
- NLXGURFLBLRZRO-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-(2-chloroethoxymethoxy)ethane Chemical compound ClCCOCOCCCl NLXGURFLBLRZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 12
- AVGQTJUPLKNPQP-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloropropane Chemical compound CCC(Cl)(Cl)Cl AVGQTJUPLKNPQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N sodium polysulfide Chemical compound [Na+].S HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 etc.) Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N Allyl chloride Chemical compound ClCC=C OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002731 mercury compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сорбционной очистке сточных вод от соединений тяжелых металлов. Предложен способ получения сорбента для извлечения тяжелых металлов из растворов, основанный на поликонденсации анионов S2 2+, которые генерируют путем растворения серы в смеси гидразингидрат моноэтаноламин при их мольном соотношении 10:1 и при температуре 60-65°C. В качестве органических сомономеров используют смесь трифункционального мономера - 1,2,3-трихлорпропана и бифункционального мономера хлорекса или дихлордиэтилформаля при мольном соотношении 1,2,3-трихлорпропан:кислородсодержащий сомономер 70:30÷80:20%. Процесс поликонденсации ведут при температуре 75-85°С. Изобретение обеспечивает получение сорбента с высокими технологическими характеристиками. 8 пр.
Description
Изобретение относится к области промышленной экологии и конкретно касается способа получения сорбентов для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов.
В настоящее время в ряду загрязнителей окружающей среды одно из первых мест занимают тяжелые металлы и их соединения [1-3]. "Тяжелыми" обычно считают металлы, которые имеют плотность более 4,5 г/см3. По механизму токсического действия они относятся к тиоловым ядам и, попадая в организм, блокируют серосодержащие группы белков, нарушая обменные процессы и вызывая тяжелые заболевания, в том числе онкологического характера [3].
Однако постоянное увеличение металлоемкости большинства отраслей промышленности, которое непосредственно связано с получением самих металлов, их сплавов, покрытий на их основе и разнообразных соединений, используемых в качестве катализаторов, пигментов, вулканизирующих агентов и других практически полезных веществ, способствует образованию большого колличества сточных вод, содержащих соединения тяжелых металлов в растворенном виде. Металлосодержащие сточные воды являются основными поставщиками соединений тяжелых металлов в окружающую среду. Поэтому очистка сточных вод от соединений тяжелых металлов является важной экологической задачей современности [1].
Для извлечения тяжелых металлов из сточных вод разработано большое число методов: реагентные, электрохимические, экстракционные, ионообменные, адсорбционные и др. [4]. Адсорбционные технологии в ряду предлагаемых и используемых методов занимают особое место [5, 6]. Эти методы приемлемы для стоков, содержащих низкие, но превышающие допустимые нормы, концентрации загрязнителей, используют достаточно простую аппаратуру, легко автоматизируются и имеют некоторые другие преимущества. Однако развитие адсорбционных технологий очистки сточных вод сдерживается из-за отсутствия доступных и эффективных сорбентов [7]. Для адсорбционного извлечения тяжелых металлов предлагаемые природные сорбенты (глины, цеолиты и др.), а также активированный уголь малоэффективны.
Учитывая способность ионов тяжелых металлов взаимодействовать с серосодержащими группами органических соединений [8, 9] перспективным является разработка полимерных серосодержащих сорбентов. Получаемые в промышленности серосодержащие полимеры на основе полисульфида натрия, 1,2-дихлорэтана, хлорекса или дихлордиэтилформаля - тиоколы представляют собой каучукообразные продукты [10], которые технологически невозможно использовать в качестве сорбентов.
Известен способ получения серосодержащего сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов, основанный на поликонденсации хлорорганических отходов производства эпихлоргидрина с полисульфидом натрия в присутствии золы ТЭЦ [11]. Сорбент получается в виде гранул размером 2-3,5 мм, однако его эффективность для многих металлов невелика (например, Pb2+ до 30 мг/г). Кроме того, использование золы может провоцировать попадание в сточные воды некоторых других токсичных элементов.
Известен способ получения сорбента для извлечения соединений ртути из водных растворов [12]. Сорбент получен путем поликонденсации полисульфида натрия с 1,4-дихлорбутином-2 на поверхности частиц нефтекокса. Сорбент эффективен только для извлечения ртути.
Серосодержащий сорбент для очистки сточных вод от тяжелых металлов получен путем поликонденсации хлорорганических отходов производства эпихлоргидрина и хлорированного лигнина с полисульфидом натрия [13]. Сорбент эффективно извлекает основные ионы-токсиканты, но образуется в виде порошка, который может создавать высокие гидравлические сопротивления при его технологическом применении.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения серосодержащих сорбентов для очистки сточных вод от тяжелых металлов, основанный на поликонденсации хлорорганических отходов производства эпихлоргидрина с полисульфидом натрия в присутствии частиц нефтекокса диаметром d≤0,15 мм. Сорбент получается в виде гранул примерно одинакового размера, величина которых определяется содержанием нефтекокса в реакционной среде и составляет 1,5-5 мм [14] (прототип). Эффективность сорбции (начальная концентрация ионов металла 1000 мг/л): Cd2+ до 30 мг/г, Hg2+ до 152 мг/г, Zn2+ до 74 мг/г, Cu2+ до 25 мг/г. Недостатками прототипа являются относительно невысокие величины сорбционной активности и использование отходов, которые имеют переменный состав, зависящий от условий работы установки.
Разработка нового способа получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод базируется на известном факте образования комплексных соединений металлов не только с атомами серы, но и дополнительно с атомами кислорода [8, 9]. При этом во многих случаях координация металла протекает быстрее и эффективнее, возможно, в силу благоприятных геометрических факторов для комплексообразования.
Для достижения поставленной цели - разработки способа получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов, использована поликонденсация на поверхности частиц нефтекокса дисульфид-анионов (S2 2-) с двумя мономерами - 1,2,3-трихлорпропаном и бифункциональным кислородсодержащим мономером, в качестве которого использован хлорекс (2,2'-дихлордиэтиловый эфир) или 2,2'-дихлордиэтилформаль.
Использование смеси сомономеров является существенным отличительным признаком предлагаемого способа.
Дисульфид-анионы генерируют из элементной серы и основно-восстановительной системы гидразингидрат-моноэтаноламин [15] путем растворения порошкообразной серы в смеси гидразингидрата и моноэтаноламина (мольное соотношение 10:1 и мольное соотношение сера:моноэтаноламин = 6:1).
Растворение серы ведут в течение 3,5 ч при температуре 60-65°C.
Для обеспечения центров поликонденсации в полученный раствор серы добавляют раздробленный нефтекокс (d≤0.15 мм) и перемешивают еще 0,5 ч. Количество нефтекокса берется относительно используемого количества серы, массовое соотношение сера:нефтекокс = 4:1. Уменьшение количества нефтекокса приводит к образованию наряду с черными гранулами сорбентов частиц полимера без включений нефтекокса. Увеличение количества нефтекокса по отношению к сере приводит к образованию сорбентов сложного гранулометрического состава. К полученной смеси при интенсивном перемешивании прибавляют смесь 1,2,3-трихлорпропана и хлорекса (или дихлордиэтилформаля) и поликонденсацию проводят при температуре 75-85°C. Образовавшуюся суспензию, содержащую гранулы сорбента практически сферической формы d~5 мм, разделяют, например, путем фильтрования, сорбент промывают водой, сушат и исследуют его характеристики.
Для получения гранулированного сорбента трифункциональный (трихлорпропан) и бифункциональный кислородсодержащий сомономер (хлорекс или дихлордиэтилформаль) целесообразно использовать в мольном соотношении 70:30÷80:20%). То есть, смесь прибавляемых мономеров состоит из 70-80% трихлорпропана и, соответственно, 30-20% кислородсодержащего мономера. Увеличение доли трихлорпропана в смеси сомономеров выше 80% приводит к ухудшению адсорбционных характеристик получаемого сорбента за счет высокого содержания остаточного хлора, а увеличение доли кислородсодержащего сомономера приводит к слипанию гранул и образованию наряду с гранулами каучукообразной "лепешки".
Процесс поликонденсации можно представить следующей схемой.
1. На первой стадии образовавшиеся в ходе растворения серы в системе гидразингидрат - моноэтаноламин анионы S2 2- адсорбируются на поверхности частиц нефтекокса.
2. Адсорбированные анионы S2 2- и не адсорбированные анионы в растворе вступают в поликонденсацию с добавляемыми хлорорганическими мономерами.
R=-О- (в случае хлорекса),
R=-СН2ОСН2 - (в случае дихлордиэтилформаля)
Образующийся дисульфидный полимер частично покрывает частицы нефтекокса и скрепляет их между собой с образованием гранул.
Количество используемой серы берется с учетом соотношения сомономеров таким образом, чтобы на один атом хлора приходился один атом серы.
Исследования сорбционных характеристик получаемых сорбентов осуществляли путем смешения навески сорбента (~0,1 г) с 10 мл модельного раствора соли металла с начальной концентрацией С0. Полученную смесь встряхивали в течение 4 ч на шейкере S-3.02 М. Сорбент отфильтровывали и в маточнике определяли остаточную концентрацию металла (Ск) фотометрическим методом [16] с использованием фотоколориметра КФК-3-«З0МЗ». Величина адсорбции А (мг/г) определялась по формуле [14]
где V - объем раствора (10 мл, 0,01 л),
m - навеска сорбента.
Предлагаемый способ получения сорбента иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В раствор, содержащий 23,5 мл гидразингидрата (0,47 моль) и 2,87 г (0,047 моль) моноэтаноламина, порциями присыпали 9 г (0,28 моль) порошкообразной серы при температуре 60-65°С. После завершения прибавления серы смесь перемешивали при этой температуре 3,5 ч. Охлаждали до 25°С и присыпали 2,25 г нефтекокса. Перемешивали 0,5 ч и при 25°C начинали прикапывать смесь 11,8 г (0,08 моля) трихлорпропана и 2,86 г (0,02 моля) хлорекса (соотношение 80:20%). Температура повышалась, затем смесь нагревали и перемешивали при температуре 75-85°C 2,5 ч. Охлаждали и отфильтровывали сферические гранулы черного цвета. Выход 17,5 г. Содержание серы - 42%, остаточного хлора - 9%. Адсорбция (начальная концентрация С0 5 г/л): Pb2+ - 247 мг/г, Cd2+ - 433 мг/г, Hg2+ - 406 мг/г, Zn2+ - 314 мг/г, Со2+ - 199 мг/г, Cu2+ - 176 мг/г. Извлечение с использованием 0,1 г сорбента ионов Cd2+ из 10 мл раствора с С0=0,1 г/л составляло 100%.
Пример 2. В условиях примера 1, но при использовании 22,5 мл гидразингидрата (0,45 моля), 2,75 г (0,045 моля) моноэтаноламина, 8,64 г (0,27 моля) серы, 2,16 г нефтекокса и при прикапывании смеси 10,32 г (0,07 моля) трихлорпропана и 4,3 г (0,03 моля) хлорекса (соотношение 70:30%) получено 15,9 г гранулированного сорбента. Содержание серы - 47,7%, остаточного хлора ~ 3,5%. Адсорбция ионов из раствора с начальной концентрацией С0=5 г/л составила: Pb2+ - 399 мг/г, Cd2+ - 424 мг/г, Hg2+ - 439 мг/г, Zn2+ - 345 мг/г, Со2+ - 178 мг/г, Cu2+ - 220 мг/г. При использовании 10 мл раствора Cd2+ и 0,1 г сорбента наблюдалось 100% извлечение кадмия.
Пример 3. В условиях примера 1, но при использовании смеси трихлорпропана и хлорекса (соотношение 85:15%) получены гранулы сорбента различного размера с содержанием серы - 37,5%, остаточного хлора - 12%. Адсорбция ионов Pb2+ - 148 мг/г, Cd2+ - 217 мг/г.
Пример 4. В условиях примера 1, но при использовании смеси трихлорпропана и хлорекса в соотношении 65:35%, получено 12,1 г липких гранул и "лепешка" - 4,2 г.
Пример 5. В раствор, содержащий 8 мл (0,16 моль) гидразингидрата и 0,98 г (0,016 моль) моноэтаноламина, прибавляли 3,0 г (0,094 моль) серы. Смесь обрабатывали как в примере 1, присыпали 0,75 г нефтекокса. К полученной смеси добавляли 3,58 г (0,0243 моля) трихлорпропана и 1,8 г (0,0104 моля) дихлордиэтилформаля (соотношение 70:30%). Получено 5,4 г сорбента. Содержание серы - 41,7%, остаточного хлора - 4%. Адсорбционная активность (С0=5 г/л): Pb2+ - 490 мг/г, Cd2+ - 427 мг/г, Hg2+ - 438 мг/г, Zn2+ -346 мг/г, Со2+ - 164 мг/г, Cu2+ - 181 мг/г.
Пример 6. В условиях примера 5, но при использовании мольного соотношения трихлорпропан: дихлордиэтилформаль 80:20% получен сорбент, содержащий 39% серы и 7% остаточного хлора. Адсорбционная активность (С0=5 г/л): Pb2+ - 495 мг/г, Cd2+ - 436 мг/г, Hg2+ - 438 мг/г, Zn2+ - 418 мг/г, Со2+ - 164 мг/г, Cu2+ - 162 мг/г.
Пример 7. В условиях примера 5, но при использовании мольного соотношения трихлорпропан:дихлордиэтилформаль 65:35%) получены полностью слипшиеся гранулы, которые не исследовались на сорбцию.
Пример 8. В условиях примера 5, но при использовании мольного соотношения трихлорпропан: дихлордиэтилформаль 85:15% получены гранулы, содержащие 34% серы и 12,5% остаточного хлора. Адсорбционная активность (С0=5 г/л):Pb2+ - 217 мг/г, Cd2+ - 134 мг/г, Hg2+ - 118 мг/г.
Таким образом, разработан способ получения сорбента, базирующийся на доступных реагентах: 1,2,3-трихлорпропане - отходе производства эпихлоргидрина и хлористого аллила, хлорексе и 2,2'-дихлордиэтилформале - многотоннажных продуктах, получаемых на основе хлора, этилена и формальдегида.
Технический результат - получение гранулированного сорбента, удобного в использовании и обладающего высокой эффективностью по извлечению тяжелых металлов из водных растворов и из сточных вод.
Источники информации
1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века. – М.: Изд-во РУДН. - 2002, 140 с.
2. Сотникова Е.В., Дмитренко В.П. Техносферная токсикология. - СПб.: Изд-во «Лань». - 2013, 400 с.
3. Тарасов А.В., Смирнова Т.В. Основы токсикологии. - М.: Маршрут - 2006, 160 с.
4. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. - М.: Химия. - 1989, 512 с.
5. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. - М.: Химия. - 1982, 168 с.
6. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия. - 1984, 592 с.
7. Шумяцкий Ю.И. Промышленные адсорбционные процессы. - М.: КолосС. - 2009, 183 с.
8. Муринов Ю.И., Майстренко В.Н., Афзалетдинова Н.Г. Экстракция металлов S, N-органическими соединениями. - М.: Наука. - 1993, 193 с.
9. Лейкин Ю.А. Физико-химические основы синтеза полимерных сорбентов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2011, 413 с.
10. Синтетический каучук / Под ред. И.В. Гармокова. - Л.: Химия. - 1983, с. 470-488.
11. Запорожских Т.А. и др. Пат. RU 2324536. Бюл. изоб. 2008, №14.
12. Рединова А.В. и др. Пат. RU 2525416. Бюл. изоб. 2014, №22.
13. Чернышева Е.А. и др. Пат. RU 2558896. Бюл. изоб. 2015, №22.
14. Рединова А.В. и др. Пат. RU 2475299. Бюл. изоб. 2013, №5 (прототип).
15. Дерягина Э.Н. и др. Тиилирование полиэлектрофилов серой в системе гидразингидрат-амин. Журнал общей химии. 2005. Т. 75. Вып. 2. С. 220.
16. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. - М.: Мир. - 1971, 376 с.
Claims (1)
- Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод, включающий растворение серы в системе гидразингидрат-моноэтаноламин при мольном соотношении гидразингидрат:моноэтаноламин = 10:1, мольном соотношении сера:моноэтаноламин = 6:1 и при температуре 60-65°С в течение 3,5 ч, охлаждение полученного раствора до 25°С, добавление к нему раздробленного нефтекокса с диаметром частиц ≤ 0,15 мм при массовом соотношении сера:нефтекокс = 4:1, перемешивание при 25°С образовавшейся суспензии в течение 0,5 ч и прибавление смеси 1,2,3-трихлорпропана и кислородсодержащего сомономера, в качестве которого используют 2,2'-дихлордиэтиловый эфир или 2,2'-дихлордиэтилформаль при мольном соотношении 1,2,3-трихлорпропан:кислородсодержащий сомономер = 70:30÷80:20% и суммарном атомном соотношении хлор:сера = 1:1, проведение поликонденсации при температуре 75-85°С в течение 2,5 ч, фильтрование, промывку и сушку целевого продукта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117220A RU2658058C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117220A RU2658058C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658058C1 true RU2658058C1 (ru) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117220A RU2658058C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658058C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275393C1 (ru) * | 2004-07-28 | 2006-04-27 | ОАО "Казанский завод синтетического каучука" | Способ получения жидких полисульфидных полимеров (варианты) |
| RU2324536C2 (ru) * | 2006-07-18 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| RU2475299C2 (ru) * | 2010-12-27 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Способ получения серосодержащих сорбентов для очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| RU2493179C1 (ru) * | 2012-08-13 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Казанский завод синтетического каучука" (ОАО "КЗСК") | Полисульфидный полимер (варианты) |
| RU2525416C2 (ru) * | 2012-10-11 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для извлечения соединений ртути из водных растворов |
| RU2558896C1 (ru) * | 2014-06-06 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов |
-
2017
- 2017-05-17 RU RU2017117220A patent/RU2658058C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275393C1 (ru) * | 2004-07-28 | 2006-04-27 | ОАО "Казанский завод синтетического каучука" | Способ получения жидких полисульфидных полимеров (варианты) |
| RU2324536C2 (ru) * | 2006-07-18 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| RU2475299C2 (ru) * | 2010-12-27 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Способ получения серосодержащих сорбентов для очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| RU2493179C1 (ru) * | 2012-08-13 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Казанский завод синтетического каучука" (ОАО "КЗСК") | Полисульфидный полимер (варианты) |
| RU2525416C2 (ru) * | 2012-10-11 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для извлечения соединений ртути из водных растворов |
| RU2558896C1 (ru) * | 2014-06-06 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cheng et al. | Adsorption performance and mechanism of iron-loaded biochar to methyl orange in the presence of Cr6+ from dye wastewater | |
| Kumar et al. | Thermodynamic and kinetic studies of cadmium adsorption from aqueous solution onto rice husk | |
| Jeon et al. | Adsorption and desorption characteristics of mercury (II) ions using aminated chitosan bead | |
| Tran et al. | From waste disposal to valuable material: Sulfonating polystyrene waste for heavy metal removal | |
| Dhakal et al. | Acidic polysaccharide gels for selective adsorption of lead (II) ion | |
| WO2019140338A1 (en) | Multifunctional porous materials for water purification and remediation | |
| Sankararamakrishnan et al. | Modeling fixed bed column for cadmium removal from electroplating wastewater | |
| Gode et al. | Sorption of Cr (III) onto chelating b-DAEG–sporopollenin and CEP–sporopollenin resins | |
| Zheng et al. | Nitrate adsorption using poly (dimethyl diallyl ammonium chloride)/polyacrylamide hydrogel | |
| Zuo et al. | Biosorption of copper, zinc and cadmium using sodium hydroxide immersed Cymbopogon schoenanthus L. Spreng (lemon grass) | |
| Altaf et al. | Electroanalytical techniques for the remediation of heavy metals from wastewater | |
| Dizge et al. | Removal of thiocyanate from aqueous solutions by ion exchange | |
| Itankar et al. | Assessing physicochemical technologies for removing hexavalent chromium from contaminated waters—An overview and future research directions | |
| Karagianni et al. | Enhanced Hg removal from aqueous streams by sulfurized activated carbon products: Equilibrium and kinetic studies | |
| Murnane et al. | Advances in metal recovery from wastewaters using selected biosorbent materials and constructed wetland systems | |
| Waweru et al. | Remediation of lead, cadmium and copper polluted waters by onion skins (Allium Cepa) | |
| RU2324536C2 (ru) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов | |
| RU2658058C1 (ru) | Способ получения сорбентов для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод | |
| RU2475299C2 (ru) | Способ получения серосодержащих сорбентов для очистки сточных вод от тяжелых металлов | |
| RU2524111C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента | |
| RU2558896C1 (ru) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов | |
| Yasmine et al. | Sorption of hexavalent chromium metal onto Amberlite IRA 410–equilibrium isotherms and kinetic studies | |
| Carsky et al. | Adsorption of heavy metals using marine algae | |
| Anjaneyulu et al. | Application of APDC coupled polyurethane foam sorbent for the removal and recovery of toxic heavy metals Hg, Cd and Pb from industrial effluents | |
| EP3728114B1 (en) | Process for the removal of heavy metals from liquids |