СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК C12S13/00 

Изобретение относится к промышленной экологии, конкретно к очистке активного ила, осадков станций аэрации, грунта и других твердых материалов от ионов тяжелых металлов.

Известен способ очистки загрязнений почвы от ионов тяжелых металлов, включающий гомогенизацию и измельчение загрязненной почвы и добавление к ней очищенной оборотной воды для получения шлама, который затем подвергают экстракции в противотоке теплой или горячей водой, растворяющей примеси. Отогнанную из шлама воду охлаждают для выделения растворенных примесей [1]
Недостатком способа является его высокая энергоемкость, необходимость работы с большими объемами воды, невысокая растворимость ионов тяжелых металлов в воде, что затрудняет их комплексное извлечение из загрязненных твердых материалов.

Известен наиболее близкий к заявленному способ извлечения ионов тяжелых металлов из твердых материалов, например, из ила, обработкой водным раствором комплексообразователя, отделение жидкой фазы и удаление из нее ионов тяжелых металлов с помощью ионообменной смолы [2]
Известный способ требует использования дорогостоящих реагентов комплексообразователя и ионообменной смолы, что затрудняет использование этого способа в промышленном масштабе. Кроме того, при этом возникают большие объемы стоков, содержащие органические соединения, что с экологической точки зрения представляет большую опасность для окружающей среды.

Изобретение решает задачу создания простого, экономичного и экологически безопасного способа извлечения ионов тяжелых металлов из различных твердых материалов с высокой эффективностью.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе извлечения ионов тяжелых металлов из твердых материалов, включающем экстракцию твердого материала водным экстрагентом с последующей обработкой экстракта сорбентом, предварительно обрабатывают биомассу микроорганизмов избытком 0,1-10%-ного водного раствора гидролизующего агента, разделяют жидкую и твердую фазы, причем жидкую фазу используют в качестве экстрагента, а твердую в качестве сорбента.

Способ осуществляют следующим образом.

Биомассу микроорганизмов обрабатывают 0,1-10%-ным водным раствором гидролизующего агента в интервале температур от комнатной до температуры кипения. В качестве гидролизующего агента могут быть использованы тринатрийфосфат, гидроокись натрия, ортофосфорная кислота и т.п. Модуль обработки и время гидролиза определяются физико-химическими свойствами биомассы. Затем фильтрацией разделяют твердую и жидкую фазы. Жидкую фазу используют для экстракции твердого материала, содержащего ионы тяжелых металлов. Твердую фазу сушат и используют в качестве сорбента для обработки жидкой фазы после экстракции твердого материала, содержащего ионы тяжелых металлов.

В заявленном способе может быть использована биомасса различных микрооргнизмов: мицелиальных грибов, например, Aspergillus japonicus, Penicillium chryzogenum, Penicillium cefalosporum, Сuninghamella japоnica и т.д. бактерий, например, Мicrococcus lysodeiktikus, Bacillus subtilis, Есherina coli и т. п. дрожжей, например, Saccharomyces cerevisae и т.п. Биомасса может быть живой, убитой или являться отходом микробиологического производства, на сорбционные свойства целевого продукта это не влияет.

Содержание ионов тяжелых металлов в твердых материалах и растворе определяют методом атомно-адсорбционной и рентгено-флуоресцентной спектроскопии. Степень извлечения ионов тяжелых металлов из загрязненных материалов зависит от вида гидролизующего раствора и биосорбента и составляет для ионов железа 1-94% для ионов меди 0,2-58% для ионов никеля 31-92% для ионов цинка 21-100% для ионов кадмия 21-79; для ионов свинца 18-89% для ионов серебра 28-90%
П р и м е р. К 50 г высушенной биомассы Miсrococcus lisodeikticus (отход производства иммуностимулятора гликопептидной природы) приливают 500 мл 5% -ного раствора тринатрийфосфата. Смесь выдерживают 24 ч при комнатной температуре, затем отделяют и высушивают твердую фазу.

К 50 г высушенного и измельченного осадка с размером частиц не более 3 мм приливают водный раствор, полученный при обработке биомассы, и проводят экстракцию при комнатной температуре и перемешивании в течение 2 ч. Затем осадок отделяют, а жидкую фазу обрабатывают при модуле 100 сорбентом, полученным при обработке биомассы.

Использование: промышленная экология, а именно очистка активного ила, осадков станции аэрации, грунта и других твердых материалов от ионов тяжелых металлов. Сущность изобретения: обрабатывают биомассу микроорганизмов избытком водного раствора гидролизующего реагента. Разделяют твердую и жидкую фазы. Экстрагируют жидкой фазой твердый металл. Сорбируют твердой фазой ионы тяжелых металлов из жидкой фазы после экстракции.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий экстракцию твердого материала водным экстрагентом с последующей обработкой экстракта сорбентом, отличающийся тем, что извлечение проводят посредством биомассы микроорганизмов, предварительно обработанной избытком 0,1 10% -ного водного раствора гидролизующего агента с разделением жидкой и твердой фаз, причем жидкую фазу используют в качестве экстрагента, а твердую фазу в качестве сорбента.