СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ СУЛЬФАТ-ИОНОВ Российский патент 2024 года по МПК C02F1/28 B01J20/20 B01J20/32 

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для водоочистки технологических стоков предприятий угольной, химической и фармацевтической промышленности.

Известен способ очистки от пиридина, заключающийся в том, что процесс извлечения пиридина проводят на активных углях (АУ), обработанных последовательно пероксидом водорода с концентрацией 36% (соотношение угля и пероксида водорода 1:1,3) в течение 2,5 ч и 10% (соотношение угля и пероксида водорода 1:3) в течение 1,5 ч с последующей сушкой на воздухе. (РФ патент №2240863).

Недостатком данного способа является длительность и трудоемкость процесса получения активных углей, а также использование взрывоопасного реагента - пероксида водорода.

Наиболее близким является способ очистки водных растворов от диметилформамида адсорбцией активным углем, включающему промывание активного угля дистиллированной водой и обработку химическим реагентом, в качестве которого используют раствор дихромата калия с концентрацией 5%, при соотношение массы угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, в течение 24 ч с последующим прогревом при температуре 200°С в течение 1 часа в атмосфере воздуха (РФ патент №2773859).

Недостатком данного способа является использование токсичного реагента - дихромата калия.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости активных углей по сульфат-ионам.

Поставленная задача достигается промыванием активного угля дистиллированной водой, дальнейшей обработкой в течение 24 ч водным раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0,1%, при соотношение массы активного угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, с последующим прогревом при температуре 300°С в течение 2 часов в атмосфере воздуха.

В качестве сравнения использовали промышленный активный уголь АГ-5.

Пример 1.

Активный уголь промыли дистиллированной водой, затем обработали в течение 24 часов раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0,1% при соотношении массы активного угля в граммах к объему раствора в см 1:100, с последующим прогревом в течение 0; 0,5; 1; 2; 3 часа при температуре 300°С в атмосфере воздуха.

Далее на модифицированных и немодифицированных образцах АУ осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов сульфата калия с концентрацией 0,01 моль/дм. Полученные данные представлены в таблице 1.

Пример 2.

Активный уголь промыли дистиллированной водой, затем обработали в течение 24 часов раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0,1% при соотношении массы активного угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, с последующим прогревом в течение 2 часов при температурах 50, 100, 300, 500, 700°С в атмосфере воздуха.

Далее на модифицированных и немодифицированных образцах АУ осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов сульфата калия с концентрацией 0,01 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 2.

Пример 3.

Активный уголь промыли дистиллированной водой, затем обработали в течение 24 часов раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0 (холостой опыт); 0,1; 0,3; 0,5; 1, 2% и хлорид бария с концентрацией 0,1% при соотношение массы активного угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, с последующим прогревом в течение 2 часов при температуре 300°С в атмосфере воздуха.

Далее на модифицированных и немодифицированных образцах АУ осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов сульфата калия с концентрацией 0,01 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 3.

Пример 4.

Активный уголь промыли дистиллированной водой, затем обработали в течение 24 часов раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0 (холостой опыт) 0,01; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5% при соотношение массы активного угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, с последующим прогревом в течение 2 часов при температуре 300°С в атмосфере воздуха.

Далее на модифицированных и немодифицированных образцах АУ осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов сульфата калия с концентрацией 0,01 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 4.

Учитывая, что изменения адсорбционной емкости с концентрациями капролактама в пределе 0,5-2% попадают в интервал случайных погрешностей, выбрали экономически выгодную минимальную концентрацию модификатора для обработки активного угля.

Из примеров видно, что извлечение сульфат-ионов полученными по предложенному изобретению сорбентами возрастает на 31,7% по сравнению с применением немодифицированного сорбента - АУ. Таким образом, обеспечен технический результат - повышение адсорбционной емкости полученных сорбентов по сульфат-ионам.

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для водоочистки технологических стоков предприятий угольной, химической и фармацевтической промышленности. Способ очистки водных растворов от сульфат-ионов включает применение активного угля. Предварительно активный уголь промывают дистиллированной водой и обрабатывают в течение 24 ч раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0,1% при соотношении массы угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100. Далее обработанный активный уголь прогревают при температуре 300 °С в течение 2 часов в атмосфере воздуха. Обеспечивается повышение сорбционной емкости активных углей по сульфат-ионам. 4 табл., 4 пр.

Способ очистки водных растворов от сульфат-ионов, включающий применение активного угля, который предварительно промывают дистиллированной водой, обрабатывают в течение 24 ч химическим реагентом с последующим прогревом в атмосфере воздуха, отличающийся тем, что обработку активного угля осуществляют водным раствором, содержащим капролактам с концентрацией 0,5% и хлорид бария с концентрацией 0,1% при соотношение массы активного угля в граммах к объему раствора в см³ 1:100, прогрев обработанного активного угля проводят при температуре 300 °С в течение 2 часов.