UA137742U - Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів - Google Patents
Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів Download PDFInfo
- Publication number
- UA137742U UA137742U UAU201903214U UAU201903214U UA137742U UA 137742 U UA137742 U UA 137742U UA U201903214 U UAU201903214 U UA U201903214U UA U201903214 U UAU201903214 U UA U201903214U UA 137742 U UA137742 U UA 137742U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- regeneration
- tuff
- heavy metals
- basalt
- solution
- Prior art date
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title abstract description 28
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title abstract description 28
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical group [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Спосіб регенерації базальтового туфу від важких металів включає обробку туфу розчином, який містить лужні катіони. Відпрацьований базальтовий туф, після відведення його із сатуратора, обробляють розчином гідроксиду натрію, рН якого 9-9,5, для відновлення його іонообмінних властивостей та повторного використання для вилучення важких металів із підземних вод.
Description
Корисна модель належить до способів регенерації іонообмінних матеріалів та сорбентів і може бути використана в технологіях очищення підземних вод від важких металів.
Аналогом є спосіб регенерації сорбентів розчином гідроксиду амонію. В результаті відбувається відновлення іонообмінних властивостей сорбенту, шляхом заміщення іонів важких металів на іони амонію МНО" ГІ.
Недоліком аналога є те, що гідроксид амонію є леткою речовиною (при нормальних умовах) і здатний випаровуватися у вигляді аміаку МНЗ. Як наслідок, процес регенерації сорбенту ускладнюється, оскільки випаровуваний газ є токсичним.
Додатковим недоліком такого способу є те, що процес регенерації базальтового туфу від важких металів можливим та доцільним є при вищих значеннях рН водного середовища. Через фізико-хімічні властивості гідроксиду амонію (при нормальних умовах) забезпечити таке значення рН регенераційного розчину є складним і вимагає додаткових витрат.
Найбільш близьким аналогом є спосіб регенерації та відновлення іонообмінних властивостей іонообмінних смол, що включає їх промивання розчином хлориду натрію (масі). В результаті такого промивання відбувається заміщення іонів важких металів, що були адсорбовані сорбентом при очистці води в сатураторі, на іонообмінні іони Ма».
Недоліком найближчого аналога є те, що після промивання базальтового туфу розчином хлориду натрію (масі), іони важких металів переходять у регенераційний розчин. В цьому розчині міститимуться у надлишку хлорид-іони СІ: (2). Іони важких металів у водному розчині із іонами СІ не будуть утворювати нерозчинні солі, які, осідаючи, спрощуватимуть утилізацію промивного розчину після регенерації базальтового туфу, оскільки переважна більшість хлоридів важких металів у воді при нейтральному значенні рН є розчинними. Тому, процес утилізації розчинних форм важких металів ускладнюватиметься та потребуватиме додаткових витрат.
Додатковим недоліком застосування такого способу регенерації базальтового туфу від важких металів є те, що зворотний іонний обмін іонів Ма" на іони важких металів суттєво активізуються при більших значеннях рН водного середовища, а значення рН розчину хлориду натрію становить приблизно 7.
В основу корисної моделі поставлена задача усунути недоліки найближчого аналога та
Зо направлена на регенерацію базальтового туфу від важких металів та повторного його використання в галузі очищення води від важких металів.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі регенерації базальтового туфу від важких металів, що включає його обробку розчином, який містить лужні катіони, згідно з корисною моделлю, відпрацьований базальтовий туф, після відведення його із сатуратора, обробляють розчином гідроксиду натрію, рН якого 9-9,5, для відновлення його іонообмінних властивостей та повторного використання для вилучення важких металів із підземних вод.
Використання розчину гідроксиду натрію, значення рН якого більше 9-9,5, для регенерації базальтового туфу від важких металів, є недоцільним, оскільки призводить до перевитрат самого гідроксиду натрію. Крім того, обробка базальтового туфу регенераційним розчином із значенням рН більше спричиняє руйнування кристалічної структури мінералів базальтового туфу, зміни розміру самого зерна базальтового туфу, що унеможливлює його повторне використання для очищення води. Регенераційний розчин із меншим значенням рН не забезпечить утворення нерозчинних основ важких металів, які будуть переведені у розчин під час регенерації базальтового туфу. Це суттєво ускладнює утилізацію промивного регенераційного розчину.
Процес регенерації базальтового туфу відбувається за наступним механізмом. Адсорбція важких металів із води відбувалась на активних центрах мінералів базальтового туфу, які заряджені негативно. З підвищенням рН водного середовища концентрація негативно заряджених центрів на поверхні мінералів базальтового туфу зростає, в результаті чого підвищується й величина адсорбції. Проте, таке підвищення адсорбції іонів важких металів може спостерігатися, допоки рН водного середовища не буде таким самим, як рН поверхні мінералів базальтового туфу. Коли рН водного середовища буде більшим, ніж точка поверхні нульового заряду мінералів базальтового туфу, то розпочинається процес десорбції. Негативно заряджені точки поверхні змінюють заряд на позитивний і сорбовані іони важких металів переходитимуть у розчин. Через збільшення рН води, ці іони будуть зв'язуватися із іонами ОН- та переходити у нерозчинні форми Ме(ОН)», які в подальшому разом із використаним регенераційним промивним розчином відводяться для утилізації.
Регенерація базальтового туфу від важких металів відбувається наступним чином. Для очищення підземної води від важких металів вода надходить у сатуратор. В ньому вона бо змішується і контактує із зернистим (0,75-1,5 мм) базальтовим туфом, який має іонообмінні властивості. Після необхідної тривалості контакту зернистого базальтового туфу із водою, що містить важкі метали, останні сорбовані важкі метали поверхнею базальтового туфу осідатимуть у конічне дно очисної споруди. З необхідною періодичністю відпрацьований базальтовий туф відводиться за межі сатуратора у спеціальну циліндричну колону із сітчастим дном. Після наповнення цієї колони зернистим базальтовим туфом, на поверхні якого є важкі метали, через неї пропускають регенераційну промивну воду, яка являє собою розчин гідроксиду натрію рН-9-9,5 до повного насичення базальтового туфу іонами Ма".
Для реалізації регенерації зернистого базальтового туфу від важких металів пропонованим способом можуть бути використані вулканічні туфи. Це продукти гідротермально- метасоматричних перетворень вулканічного попелу, піску та тефроїдних вулканокластичних уламків від вулканічних вивержень базальтової магми. Вони містять значну кількість цеолітів та смектитів ряду монтморилоніт-сапоніт і проявляють сорбційні та катіонообмінні властивості.
До складу базальтових туфів входять сапоніт (належить до мінералів групи алюмосилікатів), гематит (хімічну формулу ЕегОз) та кварц (належить до мінералів групи силікатів).
Регенерація базальтового туфу від важких металів розчином гідроксиду натрію дозволяє відновити його іонообмінні властивості, а іонообмінними катіонами будуть іони лужного металу, тобто такі, які є в природному стані. Базальтовий туф може бути, після такої регенерації, повторно використаний. Переведені у регенераційний розчин іони важких металів будуть переходити у нерозчинні форми. Завдяки цьому, спрощуватиметься утилізація самого промивного регенераційного розчину.
Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо 44731. Спосіб регенерації природного сорбенту цеоліту типу кліноптилоліт. Бюлетень Мо 19, 2009 р. 2. Сапронов А.Р., Бобровник Л.Д. Сахар. - М.: Легкая и пищевая промьішленность. 1981. -
С.175-176.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб регенерації базальтового туфу від важких металів, що включає обробку туфу розчином, Зо який містить лужні катіони, який відрізняється тим, що відпрацьований базальтовий туф, після відведення його із сатуратора, обробляють розчином гідроксиду натрію, рН якого 9-9,5, для відновлення його іонообмінних властивостей та повторного використання для вилучення важких металів із підземних вод. 000 КомпютернаверсткаЛ.Ціхановська.д (00000000 Міністерство розвитку економіки, торгівлі та сільського господарства України,вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201903214U UA137742U (uk) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201903214U UA137742U (uk) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA137742U true UA137742U (uk) | 2019-11-11 |
Family
ID=71112638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201903214U UA137742U (uk) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA137742U (uk) |
-
2019
- 2019-04-01 UA UAU201903214U patent/UA137742U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pansini | Natural zeolites as cation exchangers for environmental protection | |
| Reardon et al. | A limestone reactor for fluoride removal from wastewaters | |
| JP6618803B2 (ja) | 水流からストロンチウム放射性核種を選択的に除去する方法 | |
| Çoruh et al. | Ni2+ removal from aqueous solutions using conditioned clinoptilolites: Kinetic and isotherm studies | |
| Zelenko et al. | Optimization of heat-and-power plants water purification | |
| JP5360764B2 (ja) | 被処理水中のアンモニア成分およびリン成分の同時回収方法、並びに同時回収システム | |
| Abdulkareem et al. | Treatment of clinoptilolite as an adsorbent for the removal of copper ion from synthetic wastewater solution | |
| Gharbani et al. | Adsorption of penicillin by decaffeinated tea waste | |
| Xu et al. | Acid rock drainage treatment by clinoptilolite with slurry bubble column: Sustainable zinc removal with regeneration of clinoptilolite | |
| Chmielewská | Natural Zeolites as Sustainable and Environmental Inorganic Resources over the History to Present | |
| Citraningrum et al. | Removal of tetramethylammonium hydroxide from solution using ion exchange | |
| Buasri et al. | Use of natural clinoptilolite for the removal of lead (II) from wastewater in batch experiment | |
| UA137742U (uk) | Спосіб регенерації базальтового туфу від іонів важких металів | |
| Erkabaev et al. | Method For Obtaining N-Permutite | |
| Fuks et al. | Sorption of selected radionuclides from liquid radioactive waste by sorbents of biological origin: The alkaline earth alginates | |
| JP2002177770A (ja) | 重金属吸着剤およびその製造方法 | |
| RU2412756C2 (ru) | Сорбент для очистки промышленных стоков от соединений свинца и кадмия и способ его применения | |
| Salvestrini et al. | Use of natural Zeolites for organic compounds removal from water | |
| El-Said | A Future Overview of the Usage of Minerals as an Eco-friendly Adsorbent for the Removal of Pollutants | |
| Gandhi et al. | Recent advancement in heavy metal removal onto silica-based adsorbents and chitosan composites—a review | |
| Kolmykova et al. | Experimental study of the sorption properties of natural zeolite-containing tripolite and their ability to purify aqueous solutions contaminated with Ni and Zn | |
| Gorimbo | Effect of the Homoionic Form of Clinoptilolite on Ni2 Adsorption Isotherms: A Thermodynamic Study | |
| RA | Kinetic Study on adsorption of Reactive Yellow dye by Bentonite and Organo-bentonite | |
| Hashesh et al. | Removal of lead from polluted water by using clay minerals | |
| Najafi et al. | Calcium Alginate Encapsulated Pillared Clay Beads for Adsorption of Ni (Ii) from Aqueous Solution |