RU2682599C1 - Способ получения сорбента на минеральной основе - Google Patents
Способ получения сорбента на минеральной основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682599C1 RU2682599C1 RU2017121770A RU2017121770A RU2682599C1 RU 2682599 C1 RU2682599 C1 RU 2682599C1 RU 2017121770 A RU2017121770 A RU 2017121770A RU 2017121770 A RU2017121770 A RU 2017121770A RU 2682599 C1 RU2682599 C1 RU 2682599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mineral
- producing
- sorbent
- water
- temperature
- Prior art date
Links
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
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/041—Oxides or hydroxides
-
- 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
- B01J20/3071—Washing or leaching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов, которые могут применяться для очистки воды, водных растворов от тяжелых металлов. Предложен способ получения сорбента на минеральной основе путем обработки сырья водой и сушки, согласно изобретению в качестве минеральной основы используют оксид магния, который подвергают гидратации водой в соотношении 1:1,5 с перемешиванием, сушку проводят при температуре 100-105°C в течение 1 часа, термообработку - при температуре 110-130°C в течение 1,5 часов.
Description
Изобретение относится к технологии сорбентов, конкретно, к способам получения сорбентов, которые могут применяться для очистки воды, водных растворов от тяжелых металлов.
Сорбционная очистка и доочистка водных растворов являются одним из эффективных способов удаления минеральных и органических загрязнений из водных растворов, природных вод и сточных вод, что является важной задачей экологической безопасности страны [1]. Для этого используют органические и минеральные сорбенты.
Описан способ получения органического сорбента на основе древесных опилок, которые обрабатывали органическим реагентом - производным тетрагидроиндола, в ацетоне [2]. Сорбционная емкость сорбента в статических условиях составляла 0,7-1,4 мг/г тяжелых металлов. Способ отличается сложной технологией. Известны способы получения синтетических сорбентов на минеральной основе, например, на основе кремнезема.
Они отличаются относительно высокой стоимостью. Известен способ получения сорбентов на основе минерала глауконита, который относится к группе слоистых алюмосиликатов, характеризующихся высоким содержанием катионов железа и алюминия в кристаллической решетке. Сорбционные свойства гранулированного и модифицированного минерала использовали для очистки природных и сточных вод [3]. Способ отличается сложностью обработки сырья, включающий измельчение его, обработку водой, перемешивание, гранулирование, сушку при 100-120°С, измельчение сухого полуфабриката с рассевом на ситах 0,5 и 3 мм.
Сорбцию проводили в статическом режиме.
Время контакта сорбента с раствором ионов тяжелых металлов с концентрацией 1-10 г/л в соотношение 10 г сорбентов на 100 мл растворов составляло 3 часа.
Измеряли равновесные концентрации металлов.
Строились изотермы сорбции. Определяли величины максимальной адсорбции в мг/г. Величина максимальной сорбции для природного и гранулированного глауконита составляла, например, для Fe2+ 5,8 и 620 мг/г; Cu2+ 6,79 и 7,49 мг/г соответственно, т.е. увеличение от исходного материала по Fe2+ на 6,5%, по Cu2+ на 10,3%.
Указывается, что сорбционные свойства гранулированного и природного глауконита практически одинаковы.
Нами приведенные данные по сорбционной емкости представляются завышенными, принимая во внимание высокие концентрации катионов металлов в водных растворах (1-10 г/л) в то же время сорбционная емкость по литературным данным по цеолитам не превышала 6 мг/г, а концентрация растворов катионов металлов - не более 100-200 мг/л [1]. Описан способ получения сорбента на минеральной основе (оксидов элементов), включающий увлажнение, измельчение, сушку при температуре 100-105°C природных алюмосиликатных пород, например, цеолитсодержащих пород Татарстана общей формулы М2/nO⋅Al2O3⋅xSiO2⋅у⋅Н2О, где: М - щелочной или щелочноземельный металл; n - степень окисления, х и у - числа молекул SiO2 и Н2О [4 прототип]. При термообработке вода частично удаляется из микропор, материал приобретает способность сорбировать внутрь структуры различного вещества.
В водном растворе цеолиты обмениваются своими катионами на другие катионы раствора. В качестве минеральных компонентов цеолиты содержат в основном такие минералы как клиноптилолит, морденит, а содержание цеолитов колеблется от 5-40 до 70%.
Состав клиноптилолита (%/мас):
SiO2 68,8-81,2; Al2O3 4,2-7,6; Na2O 0,2-1,4; H2O 1,5-2,3; СаО 5,0
Используют порошок с размером частиц до 0,25 мм с насыпной массой 0,7-0,8 г/см3.
Статически сорбционная емкость по тяжелым металлам составляет от 0,26 до 2,0 мг/г (по нашим данным).
Недостатки способа - сложность технологии обработки сырья, относительно низкая сорбционная емкость, значительные затраты при переработке и транспортировке сорбента.
Техническая задача - упрощение технологи, повышения эффективности действия сорбента, снижение затрат, расширение ассортимента сорбента.
Указанная цель достигается тем, что в предложенном способе используют доступное сырье - оксид магния (по ГОСТ 4526-75), который выпускается в виде тонкоизмельченного порошка реактивной квалификации по хим составу:
содержание основного вещества не менее 97%;
содержание кальция 0,005%, алюминия 0,01%, железа 0,005%, кремния 0,02% и др.
Оксид магния обрабатывали дистиллированной водой в соотношении 1:1,5 (гидратация), перемешивали, выдерживали 30 минут до получения тестообразной массы в фарфоровой чашке, сушили при температуре 100-105°C в течение 1 часа, далее проводили термообработку при температуре 110-130°C до постоянной массы. Измельчали пестиком в фарфоровой чашке до частиц размером 1-4 мм (90%) остальное - порошок, который гидратировали с новой порцией оксида магния. Сушку и термообработку контролировали по массе продукта. В качестве сорбента использовали оксид магния гидратированный (сухой) с размером частиц 1-4 мм с влажностью 0,8-1,0% с насыпной массой 0,3-0,4 г/см3. Сорбцию проводили путем смешивания 0,5 сорбента - оксида магния с 10 мл водного раствора ионов меди и Цинка при периодическом перемешивании в стеклянной колбе на 50 мл в течение 3-3,5 часов (до прекращения изменения концентрации ионов металла). Далее осадок отделяли фильтрованием на фильтровальной бумаге. Продолжительность фильтрования 3-4 мин. В фильтрате химанализом определяли концентрации металлов. Проводили расчет статической сорбционной емкости и степень извлечения металла (удаления).
При обработке исходного MgO продолжительность фильтрования 15-20 мин, а сорбционная емкость по меди 1,1 мг/г.
Примеры осуществления способа.
Пример 1. Приготовление сорбента.
В фарфоровой чашке смешивали 10 г оксида магния реактивной квалификации с 15 г дистиллированной воды (соотношение 1:1,5). Перемешивали 30 минут, выдерживали, ставили в сушильный шкаф и сушили при температуре 100-105°C в течение 1 часа, затем повышали температуру до 110-130°C и выдерживали 1,5 часа, затем чашку охлаждали в эксикаторе и взвешивали. Получено 11,0 г белой массы. Измельчали ее до частиц размером 1-4 мм. Осадок (0,1 г) после рассева в виде порошка использовали при необходимости в следующей операции.
Пример 2.
В коническую колбу вместимостью 50 мл загружали 0,5 г полученного оксида - магния с размером частиц 1-4 мм и добавляли 10 мл приготовленного раствора меди (Cu2+) с концентрацией 100 мг/л в виде сульфата, перемешивали встряхиванием (экстрагировали), выдерживали при комнатной температуре (22-24°C) 3 часа. Отделяли осадок фильтрованием в течение 3 мин. на бумажном фильтре и в растворе химанализом определили концентрацию меди 35,8 мг/л, рассчитали статическую сорбционную емкость 1,28 мг/г.
Степень извлечение (удаления) 75%.
Пример 3.
Как в примере 2 в фарфоровую чашку загружали 0,5 г сорбента оксида магния с размером частиц 1-4 мм и добавляли 10 мл раствора цинка (Zn2+) в с концентрацией 100 мг/л виде сульфата периодически перемешивали встряхиванием, выдерживали при комнатной температуре в течение 3,5 часов. Отделяли раствор от осадка фильтрованием в течение 4 мин., в фильтрате химанализом определили 20 мг/л цинка, статическая сорбционная емкость 1,6 мг/г.
Степень извлечения 80%. Продолжительность фильтрации отработанных сорбентов по примерам 2 и 3 снижается по сравнению с исходным продуктом.
Таким образом, предложенный способ позволяет упростить технологию, повысить статическую сорбционную емкость (эффективность), снизить затраты, расширить ассортимент сорбентов.
Перечень источников информации принятых во внимание при экспертизе
1. Яковлев С.В. и др. Очистка производственных сточных вод: Учебн. пособие. М. Стройиздат, 1979 г., 320 с, С.124.
2. Авторское свидетельство СССР №1498551, 1987, B01j 20/22.
3. Синельцев А.А., Губина Т.Н. Адсорбция катионов Fe2+, Mn2+, Cu2+, Cd2+ гранулированные глауконитовыми сорбентами // Известия Саратовского университета. Сер. Химия, биология, экология, 2016. Т.16 вып.3, С.257-262.
4. Цеолитсодержащие породы Татарстана и их применение / под редакцией А.В. Якимова и А.И. Бурова. Казань, Изд. ФЭН, 2001, 176 с.
Claims (1)
- Способ получения сорбента на минеральной основе путем обработки сырья водой и сушки, отличающийся тем, что в качестве минеральной основы используют оксид магния, который подвергают гидратации водой в массовом соотношении 1:1,5 с перемешиванием, сушку проводят при температуре 100-105°С в течение 1 часа, термообработку проводят при температуре 110-130°С в течение 1,5 часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121770A RU2682599C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения сорбента на минеральной основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121770A RU2682599C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения сорбента на минеральной основе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682599C1 true RU2682599C1 (ru) | 2019-03-19 |
Family
ID=65806093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121770A RU2682599C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения сорбента на минеральной основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682599C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113797887A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 长沙工研院环保有限公司 | 一种基于海绿石的复合型重金属废水处理多孔材料及其制备方法和应用 |
RU2816067C1 (ru) * | 2023-07-03 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Способ получения сорбента |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108297C1 (ru) * | 1996-08-27 | 1998-04-10 | Институт горного дела СО РАН | Способ очистки воды |
RU2200129C1 (ru) * | 2002-04-16 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" | Способ получения гидроксида магния |
RU2255801C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Сорбент для извлечения ионов тяжелых металлов из питьевой воды и способ его получения |
RU2613519C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Способ получения сорбента мышьяка |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121770A patent/RU2682599C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108297C1 (ru) * | 1996-08-27 | 1998-04-10 | Институт горного дела СО РАН | Способ очистки воды |
RU2200129C1 (ru) * | 2002-04-16 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" | Способ получения гидроксида магния |
RU2255801C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Сорбент для извлечения ионов тяжелых металлов из питьевой воды и способ его получения |
RU2613519C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Способ получения сорбента мышьяка |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
В. А. Королёв и др., Сорбционные свойства брусита и глинистых смесей на его основе, Экология и промышленность России, 2016, т. 20, 1, с.18-24. * |
В. А. Королёв и др., Сорбционные свойства брусита и глинистых смесей на его основе, Экология и промышленность России, 2016, т. 20, 1, с.18-24. Н. Ф. Косенко и др., Влияние механической обработки оксида магния на скорость его растворения, Ползуновский альманах, 1-2, 2007, с. 94-96. * |
Марчено Л.А., Влияние совместно-осаждённых гидроксидов на сорбцию тяжёлых металлов, Сорбционные и хроматографические процессы, 2009, т. 9, в. 6, с. 868-876. * |
Марчено Л.А., Влияние совместно-осаждённых гидроксидов на сорбцию тяжёлых металлов, Сорбционные и хроматографические процессы, 2009, т. 9, в. 6, с. 868-876. Тимин А.С. и др., Синтез неорганических гибридных материалов совместным осаждением гидроксидов Mg, Al, Cr и адсорбция на них ионов Cu и Pb. Химия и химическая технология, 2014, т. 57, в. 8, с. 36-39. * |
Н. Ф. Косенко и др., Влияние механической обработки оксида магния на скорость его растворения, Ползуновский альманах, 1-2, 2007, с. 94-96. * |
Тимин А.С. и др., Синтез неорганических гибридных материалов совместным осаждением гидроксидов Mg, Al, Cr и адсорбция на них ионов Cu и Pb. Химия и химическая технология, 2014, т. 57, в. 8, с. 36-39. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113797887A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 长沙工研院环保有限公司 | 一种基于海绿石的复合型重金属废水处理多孔材料及其制备方法和应用 |
RU2816067C1 (ru) * | 2023-07-03 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Способ получения сорбента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Visa | Synthesis and characterization of new zeolite materials obtained from fly ash for heavy metals removal in advanced wastewater treatment | |
Hamdi et al. | Removal of phosphate ions from aqueous solution using Tunisian clays minerals and synthetic zeolite | |
Sahoo et al. | Evaluation of the use of an alkali modified fly ash as a potential adsorbent for the removal of metals from acid mine drainage | |
Jha et al. | Zeolite formation from coal fly ash and heavy metal ion removal characteristics of thus-obtained Zeolite X in multi-metal systems | |
US9382133B2 (en) | Adsorbent composite from natural raw materials to remove heavy metals from water | |
Itskos et al. | Zeolite development from fly ash and utilization in lignite mine-water treatment | |
CA2896971A1 (en) | Strontium and cesium specific ion-exchange media | |
JP2006521986A (ja) | ゼオライトn構造のアルミノケイ酸塩 | |
Onutai et al. | Removal of Pb2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+ from wastewater using fly ash based geopolymer as an adsorbent | |
SK283214B6 (sk) | Sorbent, spôsob jeho výroby a použitia na imobilizáciu ťažkých kovov v kontaminovanej vodnej a pevnej fáze | |
Onutai et al. | The adsorption of cadmium ions on fly ash based geopolymer particles | |
RU2682599C1 (ru) | Способ получения сорбента на минеральной основе | |
RU2561117C1 (ru) | Способ получения сорбента для очистки растворов от ионов тяжелых металлов | |
Onutai et al. | Metakaolin based geopolymer from Thailand as an adsorbent for adsorption of multi-and mono-cations from aqueous solution | |
RU2816067C1 (ru) | Способ получения сорбента | |
RU2311955C1 (ru) | Способ получения сорбента на минеральной основе | |
RU2675866C1 (ru) | Способ получения композиционного сорбента | |
ALmilly et al. | Waste water treatment by liquid-solid adsorption using calcined sand-clay mixture adsorbent | |
RU2125022C1 (ru) | Вещество для обработки сточных вод | |
Ben Hassine et al. | Adsorption of an anionic textile dye from wastewater by bentonitic clay mineral | |
Boufatit et al. | Treatment, characterization and Pb 2+, Cu 2+, Ni 2+ and Zn 2+ adsorption behaviour of chemically treated bentonite clay: a comparative study. | |
Amalia et al. | Synthesis of hydroxyapatite from chicken eggshells and its applications as adsorbent of cadmium (II) metal ion in aqueous solution | |
JPH0221941A (ja) | リン吸着剤及びその製造方法 | |
Ghonim et al. | Synthesis and Application of Nanoporous Adsorbents Based on Natural Resource in Dye Removal from Water | |
RU2682586C1 (ru) | Композитный гранулированный сорбент |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |