СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МОЛИБДЕНА (VI) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА КОЖИЦЕЙ ФАСОЛИ Российский патент 2012 года по МПК C02F1/28 B01J20/24 C02F103/20 

Способ извлечения аниона молибдена (VI) из водного раствора относится к области извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использован для очистки промышленных и бытовых стоков, а также в сельскохозяйственном производстве.

Известен способ сорбции Mo (VI) на активированном угле [Polyhedron, 1989 - 8, №1, с.71-76].

Недостатком способа является то, что для сорбции использовали относительно дорогой сорбент, кроме того, сорбция исследовалась в зависимости от pH исходного раствора, и не учитывалось изменение pH в процессе сорбции, что влияет на результаты сорбции.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов молибдена (VI) из водного раствора сорбцией семенами клевера и люцерны, включающий обработку сорбента и раствора, контакт раствора и сорбента [патент 2125023 РФ, C02F, 1999].

Недостатком способа является то, что неизвестны условия и результаты сорбции молибдена (VI) кожицей фасоли. Кроме того, не выяснено влияние концентрации исходного раствора на результаты сорбции, исследована лишь сорбция молибдена (VI) из слабоконцентрированного водного раствора с концентрацией 100 мг/дм³ по MoO₃.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрой и эффективной сорбции молибдена (VI) из водного раствора с использованием недорогих материалов, продуктов и отходов сельскохозяйственного производства.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является экономичность процесса сорбции молибдена (VI) из водного раствора за счет использования отходов сельскохозяйственного производства.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения молибдена (VI) из водного раствора сорбцией, включающем обработку сорбента и раствора, контакт раствора и сорбента, в качестве сорбента используют кожицу фасоли, сорбцию ведут при pH=2-4 за время менее 3 часов.

Сущность способа поясняется графиками, изображенными на фиг.1-5, где даны результаты сорбции молибдена (VI) кожицей фасоли в виде зависимости остаточной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), от величины pH, времени сорбции, ч, и исходной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), и предварительной обработки сорбента, а также изотермой сорбции - зависимостью от равновесной концентрации, мг/дм³ Mo (VI), СОЕ, мг/г, сорбционной обменной емкости сорбента в мг Mo (VI), сорбированных 1 г кожицей фасоли в равновесном состоянии.

Для исследования использовали семена фасоли урожая 2009 г. Предварительно сорбент в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворах H₂SO₄ или NaOH либо в дистиллированной воде.

Сорбцию молибдена (VI) осуществляли из 100 см³ исходного раствора Na₂MoO₄, масса сорбента 1 г, температура комнатная.

Сорбцию проводили в статических условиях при непрерывном перемешивании, в процессе сорбции поддерживали заданное значение pH раствора непрерывной нейтрализацией раствора щелочью NaOH или кислотой H₂SO₄. Коррекцию величины pH до заданного значения осуществляли в пределах трех часов и через сутки от начала сорбции. Концентрацию иона металла определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром марки pH-121.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1 (фиг.1).

На фиг.1 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного дистиллированной водой, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³ Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-4, лучшие результаты получены при pH=2, СОЕ=70 мг/г.

Пример 2 (фиг.2).

На фиг.2 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного 0,1 н. раствором H₂SO₄, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³ Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-5, лучшие результаты получены при pH=2 и 4 СОЕ=37-42 мг/г.

Пример 3 (фиг.3)

На фиг.3 даны результаты сорбции молибдена (VI) из водного раствора кожицей фасоли, предварительно обработанного 0,1 н. раствором NaOH, в виде зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины pH раствора и времени сорбции. Концентрация исходного раствора 1,111-1,155 мг/дм³ Mo (VI). Цифрами указано время сорбции, ч. Видно, что сорбция осуществляется за время не более 3 часов. Сорбция осуществляется при pH=1-5, лучшие результаты получены при pH=2, СОЕ=61 мг/г.

Пример 4 (фиг.4 и 5)

На фиг.4 дана зависимость остаточной концентрации от времени сорбции и исходной концентрации раствора от времени сорбции при водной обработке сорбента при времени сорбции до 3 часов и pH=2. Цифрами указана начальная концентрация раствора в г/дм³.

Из данных фиг.4 следует, что при данной предварительной обработке сорбента и комнатной температуре результаты сорбции зависят от величины pH, времени сорбции (равновесие наступает при pH меньше 3 часов) и исходной концентрации раствора.

На фиг.5 по данным фиг.4 дана изотерма сорбции - зависимость СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации раствора С_равн, мг/дм³, при pH=2 и времени сорбции 3 часа. На графике показана также аналитическая зависимость СОЕ=18,97 ln (С_равн) - 66,74.

Из данных фиг.5 следует, что при концентрации исходного раствора С_исх≥3 г/дм³ наступает насыщение кожицы фасоли ионами Mo (VI), при котором СОЕ=86 мг/г.

Аналогичные результаты получены для сорбента, предварительно обработанного 0,1 н. раствором щелочи.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет более высокие показатели сорбции иона Мо (VI) и большую скорость сорбции.

Изобретение может быть использовано для очистки промышленных и бытовых стоков, а также в сельском хозяйстве. Способ осуществляют путем контакта раствора, содержащего ионы молибдена (VI)), и сорбента, в качестве которого используют кожицу фасоли. Сорбцию ведут при рН=2-4 за время менее трех часов. Способ обеспечивает эффективную сорбцию молибдена (VI) из водного раствора с высокой скоростью и при использовании в качестве сорбента отходов сельскохозяйственного производства. 5 ил., 4 пр.

Способ извлечения ионов молибдена (VI) из водного раствора сорбцией, включающий обработку сорбента и раствора, контакт раствора и сорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кожицу фасоли, а сорбцию ведут при pH 2-4 за время менее 3 ч.