RU2794937C1

RU2794937C1 - Method for producing a heavy metal precipitator for wastewater treatment

Info

Publication number: RU2794937C1
Application number: RU2022116048A
Authority: RU
Inventors: Надежда Николаевна Пастухова; Игорь Александрович Жилин; Наталья Михайловна Погудина; Ростислав Валерьевич Мустакимов
Original assignee: Акционерное общество "Ижевский электромеханический завод "Купол"
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-04-25

Abstract

FIELD: chemical industry.

SUBSTANCE: method for producing a heavy metal precipitator used to treat wastewater from metallurgical, chemical and other industries from heavy metal ions, such as Cu ²⁺, Zn ²⁺, Ni ²⁺, etc. It is a solution of alkali metal polydithiocarbamates, consists in the reaction of a water-soluble polymer, which is polyacrylamide, with carbon disulfide in an aqueous solution of alkali, while cooling with water to a temperature of 20-25°C. At the same time, a water-soluble organic solvent is added to accelerate the reaction.

EFFECT: obtaining an easily synthesized reagent in the form of a solution under mild conditions for the maximum possible removal of heavy metal ions from the aqueous phase into an insoluble precipitate.

1 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способу получения осадителя тяжелых металлов, применяемого для очистки сточных вод предприятий металлургической, химической и других отраслей промышленности от ионов тяжелых металлов, например, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ и т.п.The invention relates to a method for producing a heavy metal precipitator used to treat wastewater from metallurgical, chemical and other industries from heavy metal ions, for example, Cu ²⁺ , Zn ²⁺ , Ni ²⁺ , etc.

Известен способ получения дитиокарбаматов полиэтиленаминов в качестве комплексообразователей (авторское свидетельство №635094, заявка 11.08.75, опубл. 30.11.78), заключающийся во взаимодействии соответствующих аминов с сероуглеродом в среде водной или спиртовой щелочи при нагревании.A known method for producing dithiocarbamates of polyethyleneamines as complexing agents (author's certificate No. 635094, application 08/11/75, publ. 11/30/78), which consists in the interaction of the corresponding amines with carbon disulfide in an aqueous or alcoholic alkali when heated.

В известном способе используются низкомолекулярные соединения с небольшим количеством дитиокарбаматных групп, обладающие низким хелатирующим и адсорбционным эффектом. Реакция проводится при нагревании, что осложняет работу с сероуглеродом, который имеет низкую температуру кипения и является ЛВЖ.In the known method, low molecular weight compounds with a small amount of dithiocarbamate groups are used, which have a low chelating and adsorption effect. The reaction is carried out when heated, which complicates the work with carbon disulfide, which has a low boiling point and is an flammable liquid.

Техническим результатом является получение легко синтезируемого реагента в виде раствора при мягких условиях с температурой 20-25°С для максимально возможного удаления ионов тяжелых металлов из водной фазы в нерастворимый легко удаляемый осадок.The technical result is to obtain an easily synthesized reagent in the form of a solution under mild conditions with a temperature of 20-25°C for the maximum possible removal of heavy metal ions from the aqueous phase into an insoluble, easily removable precipitate.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения осадителя тяжелых металлов для очистки сточных вод - раствора полидитиокарбаматов щелочных металлов, общей формулы:The specified technical result is achieved by the fact that a method for producing a heavy metal precipitator for wastewater treatment is a solution of alkali metal polydithiocarbamates, with the general formula:

где R¹ - повторяющаяся структурная единица полимера, R² - водород или углеводородный радикал, Me - атом щелочного металла (Na, K и т.д.),where R ¹ is a repeating structural unit of the polymer, R ² is hydrogen or a hydrocarbon radical, Me is an alkali metal atom (Na, K, etc.),

заключается в реакции водорастворимого полимера, содержащего первичные (-NH2) или вторичные (-NH-) аминные группы, с сероуглеродом в водном растворе щелочи, протекающей в мягких условиях, при охлаждении водой до температуры 20-25°С, при этом с целью ускорения реакции добавляют водорастворимый органический растворитель.consists in the reaction of a water-soluble polymer containing primary (-NH2) or secondary (-NH-) amine groups with carbon disulfide in an aqueous solution of alkali, proceeding under mild conditions, while cooling with water to a temperature of 20-25 ° C, while in order to accelerate reactions add a water-soluble organic solvent.

Для получения осадителя тяжелых металлов используют водорастворимый полимер, содержащий первичные (-NH2) или вторичные (-NH-) аминные группы, например, полиэтиленполиамин (ПЭПА), полиакриламид и т.п. Для облегчения работы с сероуглеродом, реакция протекает в мягких условиях при охлаждении реакции водой до комнатной температуры 20-25°С. К водному раствору полимера добавляют водный раствор щелочи и сероуглерод. Для ускорения реакции можно добавить водорастворимый органический растворитель, например, изопропиловый спирт или ацетон.A water-soluble polymer containing primary (-NH2) or secondary (-NH-) amine groups, such as polyethylenepolyamine (PEPA), polyacrylamide, and the like, is used to prepare the heavy metal precipitator. To facilitate work with carbon disulfide, the reaction proceeds under mild conditions when the reaction is cooled with water to room temperature 20-25°C. An aqueous solution of alkali and carbon disulfide are added to the aqueous solution of the polymer. A water-soluble organic solvent such as isopropyl alcohol or acetone can be added to speed up the reaction.

В результате образуется раствор полидитиокарбаматов без образования побочных продуктов и без необходимости выделения основного действующего вещества, мгновенно реагирующий с ионами тяжелых металлов, с образованием хлопьевидного или творожистого осадка, хорошо фильтрующегося и отстаивающегося из водных сред.As a result, a solution of polydithiocarbamates is formed without the formation of by-products and without the need to isolate the main active substance, instantly reacting with heavy metal ions, with the formation of a flocculent or cheesy precipitate, which is well filtered and settled from aqueous media.

Пример 1. В сосуд или реактор, охлаждаемый водой до комнатной температуры, добавляют 15,0 г дистиллированной воды. Затем при перемешивании 7,5 г полиэтиленполиамина и 15,0 г 45%-ного водного раствора NaOH. После охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры 20-25°С добавляют 13,0 г сероуглерода при перемешивании и 1 г. изопропилового спирта. Реакция длится около часа и получается насыщенный оранжево-красный раствор.Example 1. In a vessel or reactor, cooled with water to room temperature, add 15.0 g of distilled water. Then, with stirring, 7.5 g of polyethylenepolyamine and 15.0 g of a 45% aqueous solution of NaOH. After cooling the reaction mixture to room temperature 20-25°C, 13.0 g of carbon disulfide are added with stirring and 1 g of isopropyl alcohol. The reaction lasts about an hour and a saturated orange-red solution is obtained.

Пример 2. В сосуд или реактор, охлаждаемый водой до комнатной температуры 20-25°С, добавляют 11,0 г полиакриламида. Затем при перемешивании 13,0 г сероуглерода, 15,0 г дистиллированной воды и 15,0 г 45%-ного водного раствора NaOH. После этого добавляют 1,0 г. изопропилового спирта. Реакция длится около часа и получается ярко-красный гель.Example 2. In a vessel or reactor, cooled with water to room temperature 20-25°C, add 11.0 g of polyacrylamide. Then, with stirring, 13.0 g of carbon disulfide, 15.0 g of distilled water and 15.0 g of 45% NaOH aqueous solution. After that, 1.0 g of isopropyl alcohol is added. The reaction lasts about an hour and a bright red gel is obtained.

Реагенты готовы к использованию для осаждения ионов тяжелых металлов в исходном состоянии или после разбавления водой до более низкой концентрации.The reagents are ready to use for the precipitation of heavy metal ions in their original state or after dilution with water to a lower concentration.

Claims

A method for producing a heavy metal precipitator for wastewater treatment, which is a solution of alkali metal polydithiocarbamates, which consists in the reaction of a water-soluble polymer, which is polyacrylamide, with carbon disulfide in an alkali solution, flowing while cooling with water to a temperature of 20-25 ° C, while in order to accelerate reactions add a water-soluble organic solvent.