СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАСТВОРИМОГО ТАННИНА Российский патент 1997 года по МПК B01J20/30 

Изобретение относится к способу получения нерастворимого таннина, который можно использовать в качестве адсорбента при обработке жидких отходов, содержащих вещества ядерного топлива, ионы железа и т.д.

Обычно такие ядерные вещества, как уран или торий, при химической обработке остаются в отработанной жидкости и сливаются. Адсорбент, который адсорбирует радиоактивные вещества, сам при этом не растворяясь в отработанной жидкости, обычно использовался для обработки такой жидкости. В японских заявках на патент с выложенными номерами 62-61998 и 1-55947 описаны гидратизированные гелевые соединения, которые соответственно используются в качестве адсорбентов.

Известное гидратизированное гелевое соединение получают в результате взаимодействия альдегида или кислоты, такой как серная или фосфорная, с таннином хурмы для превращения раствора таннина в гель.

В способе получения гидратизированного гелевого соединения, однако, только таннины хурмы могут быть использованы в качестве адсорбента при обработке вышеупомянутой отработанной жидкости. Если используют какой-либо другой натуральный таннин, а не таннин хурмы, то такой таннин не может превращаться в гель даже при взаимодействии с альдегидом или кислотой. Следовательно, нерастворимое гелевое гидратизированное соединение нельзя получить с помощью вышеуказанного способа.

Целью изобретения является разработка способа получения нерастворимого таннина, в котором нерастворимый таннин может быть получен с использованием таннинов, отличных от таннина хурмы.

В изобретении предлагается способ получения нерастворимого таннина, включающий растворение таннина в водном растворе альдегида, добавление аммиака к раствору для получения осадка и старение осадка.

Раннее термин "нерастворимый таннин" использовался для обозначения таннина, который преобразован в гель, нерастворимый в воде.

В описываемом способе можно использовать помимо таннина хурмы другие таннины для получения нерастворимого осадочного таннина.

На фиг. 1 показан график зависимости рН урансодержащего раствора и процента извлечения урана посредством адсорбции в соответствии с примером 1; на фиг. 2 график зависимости рН урансодержащего раствора и процента извлечения урана адсорбцией в соответствии с примером 3.

В способе получения таннина в соответствии с изобретением таннин сначала растворяют в водном растворе альдегида. Предпочтительно используется сгущенный таннин, такой как таннин квебрахо, таннин австралийской акации, таннин ели, таннин гамбира, акацитехин и таннин коры дуба. Кроме того, можно использовать любой водный раствор альдегида, такой как раствор формальдегида, раствор ацетальдегида и раствор глутарового альдегида. Однако водный раствор формальдегида наиболее предпочтителен, так как при этом скорость образования осадков самая большая. Формальдегид является материалом, содержание которого в сточной жидкости оговорено законом. Однако он взаимодействует с аммиаком, который добавляется на следующей стадии для образования гексаметилентетрамина, который не вызывает проблем в соответствии с законами, регулирующими его содержание в сточной жидкости.

Целесообразно, чтобы содержание альдегида в водном растворе альдегида составляло не менее 0,02 мас. и чтобы количество добавляемого таннина соответственно составляло не менее 0,02 мас. Если содержание как альдегида, так и таннина меньше 0,02 мас. таннин не будет осаждаться даже при добавлении аммиака. Поэтому целесообразно увеличить содержание альдегида и таннина для того, чтобы обеспечить большой выход осадка. Однако, если это содержание превышает 40 мас. то во время стадии растворения таннина усиливается характерный раздражительный запах альдегида, что ухудшает рабочие условия в окружающей среде. Следовательно, концентрации альдегида и таннина можно ограничить пределами от 0,02 до 40 мас.

После этого аммиак добавляют в водный раствор альдегида, содержащий растворенный таннин, для того чтобы образовался осадок, содержащий таннин как главный составляющий компонент. Количество добавляемого аммиака целесообразно определить таким образом, чтобы полностью выделить таннин, растворенный в растворе. Однако, даже если количество аммиака недостаточно, нерастворимый таннин, который не растворяется даже в водном растворе кислоты, можно получить путем отделения осадка фильтрованием его в водный аммиак с числом рН 10.

Осадок, содержащий таннин как главный составляющий компонент, подвергают затем испарению, фильтрованию или подобной обработке для удаления содержащейся в нем воды, а затем оставляют для старения (выдержки). Если кислота, такая как азотная, добавляется сразу после образования осадка, осадок вновь растворяется в ней. Однако этому противодействует вышеуказанный процесс старения. Время, необходимое для старения, составляет всего несколько минут, в случае если старение осуществляется при хорошем доступе воздуха.

В результате процесса старения осадок из зеленовато-коричневого становится коричневым или в некоторых случаях темно-коричневым. Образованный таким образом коричневый осадок является стабильным и нерастворимым в воде, и он не растворяется даже в кислоте. Следовательно, его можно использовать как в щелочных, так и в кислотных растворах. Кроме того, нерастворимый таннин, полученный таким образом, обладает превосходно адсорбирующей способностью при его использовании в качестве адсорбентаб и, следовательно, его можно эффективно использовать для адсорбции веществ ядерного топлива, таких как уран или торий, или ионов железа, содержащихся в растворе, таком как отработанная жидкость. Для осуществления адсорбции с применением нерастворимого таннина можно применять порционный или колончатый способ.

Как было описано выше, в способе получения нерастворимого таннина в соответствии с изобретением можно применять многие таннины, существующие в природе, и поэтому можно хорошо использовать природные ресурсы. И конкретно, поскольку таннин можно получить с низкими затратами, способ в соответствии с изобретением является очень экономичным.

Пример 1. 8 г таннина австралийской акации растворили в водном растворе, содержащем 37 мас. формальдегида. Затем не менее 14 мл водного аммиака при 13,7 N было добавлено в раствор для выделения таннина. Затем осажденный таннин, полученный таким образом, отделили посредством фильтрования и подвергли старению в течение 24 ч для получения нерастворимого таннина.

Приготовили 250 мл раствора, содержащего 225 частей на миллиард урана, и 25 мг (сухая масса) нерастворенного таннина, полученного как было описано выше, добавляли в качестве адсорбента. Затем измерили количество извлеченного урана для разных значений рН урансодержащего раствора. Результаты показаны на фиг.1.

Извлечение α определяли по следующей формуле: a= {(Co-Ct)/Co}•100 (%), где Co и Ct соответственно обозначают начальное содержание урана в растворе и содержание урана после адсорбции.

Как видно на фиг.1, адсорбент из нерастворимого таннина обладает большой эффективностью при адсорбции урана в области значения рН от 4 до 9,5.

Пример 2. 200 мг (сухой вес) нерастворимого таннина, приготовленного как в примере 1, добавляют в качестве адсорбента к 1 л воды, содержащей 3,6 ppb (частей на миллиард) ионов железа, и подвергают контактному перемешиванию в течение 1 ч. После фильтрации концентрация ионов железа в фильтрате составляла 0,4 ppb и это подтверждает, что количество адсорбции ионов железа на 1 г нерастворимого таннина было 16 мг.

Пример 3. 25 г порошка таннина австралийской акации, который был конденсированным таннином, растворяют в 66,4 мл водного раствора формальдегида, имеющего 1,9 мас. формальдегида. Затем 13,6 мл водного раствора, аммиака при 3 N добавляли к раствору, чтобы осадить соединение таннина. Затем осажденный таннин, полученный таким образом, отделяли фильтрацией и подвергали старению, оставляя стоять в течение 24 ч, чтобы получить нерастворимый таннин.

Готовили 250 мл раствора, содержащего 220 частей на миллиард (ppb) урана. Затем 25 мг (сухой вес) нерастворимого таннина, приготовленного как описано выше, добавляли в качестве адсорбента, раствор перемешивали в течение около 2 ч, для того чтобы адсорбент адсорбировал уран. Результаты представлены на фиг. 2, из которого видно, что адсорбент из нерастворимого таннина проявляет высокую адсорбцию урана в широком интервале рН между 4 и 10.

Очевидно, что различные изменения и варианты в изобретении возможны в отношении приведенных примеров. Поэтому следует понимать, что изобретение можно использовать иначе, чем было описано, не выходя за пределы объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к способам получения сорбентов, в частности, нерастворимого таннина. Таннин австралийской акации растворяют в водном растворе формальдегида, добавляют аммиак, а полученный осадок выдерживают до его старения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения нерастворимого таннина, включающий обработку таннина альдегидом, отличающийся тем, что таннин австралийской акации растворяют в водном растворе формальдегида, к раствору добавляют аммиак с получением осадка и осадок выдерживают в течение времени, необходимого для его старения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор формальдегида с концентрацией 0,02 37,0 мас. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что количество растворяемого таннина в растворе формальдегида составляет не менее 0,02 мас. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что осадок выдерживают от нескольких минут до 24 ч.