Способ получения сорбента для очистки сточных вод от меди Советский патент 1993 года по МПК B01J20/22 

Изобретение относится кспособам получения сорбентов, используемых для очистки сточных вод промышленных предприятий оттяжелых металлов, в частности от меди, и может быть использовано при сорбционном извлечении металлов из сточных вод горнообогатительных фабрик, гальванических цехов.

Сорбционная очистка является одним из эффективных способов удаления загрязнений из сточных вод. Преимуществом сорбци- онного способа является возможность удаления загрязнений до любой остаточной концентрации, в том числе до уровня ПДК, а также отсутствие вторичных загрязнений и управляемость процесса. Главным вопросом сорбционной очистки является поиск эффективных, легкогенерируемых сорбентов,

Известен способ очистки вод от тяжелых металлов сорбцией на древесных опилках обработанных щелочью 1. Недостатком способа является невысокая сорбционная емкость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента для очистки сточных вод от меди на основе древесных опилок обработанных раствором 1, 2-бис(оксазолидинил- 3} этаном (БОЭ) 2.

Недостатком этого способа является невысокая сорбциокная емкость по ионам меди и, вследствие этого, невысокое время защитного действия фильтра и недостаточная степень очистки сточных вод от меди.

Целью изобретения является повышения сорбционной емкости сорбента.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения сорбента для очистки сточных вод от меди, путем хемсор- бционного модифицирования древесных опилок обработкой раствором 1,2-бис (окса- золидинил-3) метана (БОМ) формулы:

сн2-сн2 снг-снг

О N-CH,-N О

XX 4х

СН2 .СНг

БОМ представляет собой бесцветную жидкость со специфическим запахом, растворимую в воде, спиртах, ацетоне. Синтез и свойства БОМ описаны в: Гафаров А.Н., Пунегова Л.Н., Лозинова Э.И., Новиков С.С., Титов Н.К. Конденсация моноэтанола

И

VI

00

ч

ел

го

N

мина с формальдегидом. Изв, АН СССР. Сер. хим. 1978. №9. с. 2189.

Использование в качестве модификатора древесных опилок БОМ, является отличием от прототипа, в котором в процессе получения сорбента используют реагент БОЭ, что и обусловливает соответствие за: являемого решения критерию новизны.

Из известных свойств и структуры реагента не следует с очевидностью возмож- нос|ь его применения в качестве реафнта-модификатора древесных опилок, повышающего емкость сррбента. Введение БОМ позволяет провести химическую модификацию поверхности сорбента и получить сорбент с отличными от исходного материала природой поверхности и пористой структурой, сочетающей в себе полезные свойства исходного материала и реагента-модификатора. Следовательно, заявляемое решение, использование которого позволяет увеличить сорбционную емкость древесных опилок, а следовательно, время защитного действия фильтра и степень очистки, обладает существенными отличиями.

Способ хемсорбционного модифицирования древесных опилок осуществляется путем выдерживания древесных опилок в ацетоновом растворе предлагаемого реагента БОМ.

Сточные воды, содержащие медь, пропускают через колонку с древесными опилками, обработанными предлагаемым реагентом, или помещают сорбент в раствор соли меди, встряхивают и через определенные интервалы времени отбирают пробы, определяют остаточное содержание меди колориметрическим методом по реакции с диэтилдитиокарбаматом свинца, стро- ят выходные кривые сорбции и рассчитывают удельную сорбционную емкость, мг/г. ,

Пример 1. Определение статической сорбционной емкости чистых опилок.

В 100 мл раствора соли меди или сточной воды, содержащей медь, вводят 1 г древесных опилок, перемешивают и через 15 минут определяют остаточное содержание меди,

Пример 2. Определение динамической сорбционной емкости чистых опилок.

Через колонку с 5 г древесных опилок пропускают со скоростью 2 мл/мин 100 мл раствора соли меди или сточной воды, содержащей медь. На выходе из колонки определяют остаточное содержание меди.

П р им е р 3. Определение статической сорбционной емкости обработанных опилок.

В 100 мл раствора соли меди или сточной воды, содержащей медь, вводят 1 г древесных опилок, предварительно обработанных БОМ перемешивают и через

15 минут определяют остаточное содержание меди, аналогично примеру 1

Пример 4. Определение динамической сорбционной емкости обработанных опилок..

0 Через колонку с 5 г древесных опилок, предварительно обработанных БОМ пропускают со скоростью 2 мл/мин 100 мл раствора соли меди или сточной воды, содержащей медь. На выходе из колонки определяют ос5 таточное содержание меди, аналогично примеру 2.; П р и м.е р 5. Приготовление сорбцион-. ного материала.

Обработку опилок проводят следующим

0 образом: 10 г опилок заливают раствором БОМ в ацетоне, концентрация и количество раствора выбираются так, чтобы весь объем опилок хорошо смачивался раствором, а соотношение опилки реагент соответствовало

5 заданному (например 1 : 0,01). Смесь перемешивают 2 часа, отфильтровывают, сушат на воздухе и затем используют в качестве сорбента.

В таблицах 1 и 2 приведены результаты

0 по определению сорбционной емкости и эффективности очистки и расходу реагента.

Оптимальным соотношением опилки- реагент следует считать 1 : 0,01, т. к. при меньших дозах модификатора БОМ эффек5 тивность очистки воды от меди мала, а при более высоких степень очистки возрастает крайне незначительно, поэтому большой расход реагента экономичности не выгоден (количество реагента увеличивается в 10

0 раз, а степень очистки возрастает только на 0,1%).

Как следует из таблиц,сорбционная емкость увеличивается в 1,3 раза по сравнению с известным способом, степень очистки

5 при оптимальном соотношении опилки-ре- агент 1 : 0,01 увеличивается на 12,4 %.

Предлагаемый способ получения сорбента позволяет существенно повысить сорбционную емкость сорбента, что приво0 дит к достижению высокой очистки сточных вод от меди при меньших его расходах.

Сорбент может быть регенерирован путем промывки раствором кислоты и воды и

5 последующим нанесением реагента БОМ. Выделенная в элюат медь может быть утилизирована и использована в производстве, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения сорбента для очистки сточных вод от меди, включающий обработку древесных опилок азотсодержащим органическим реагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости, древесные опилки обрабатывают 1, 2-бис(оксазолидинил-3)метанолом формул ы

СНч

|. О

СН2

сн2- сн, I i I z N-CH,-N о

X /

СН2Ш2

массовом соотношении опилок и реаi: 0,01.

Использование: для очистки сточных вод промышленных предприятий от тяжелых металлов, в частности от меди, например, при сорбционном извлечении металлов из сточных вод горнообогатительных фабрик, гальванических цехов. Предлагается в качестве сорбента использовать древесные опилки, модифицированные 1,2-бис(оксазолидинил- 3)метаном, при массовом соотношении опилок к реагенту 1 :0,01. 2 табл.

Т а б л и ц а 1

Показатели сорбционного извлечения меди на модифицированных древесных опилках при

соотношении опилки - реагент-1 : 0,01.

Показатель

Способ прототип (положит.

режим, по заявке 476985/26)

Реагент БОЭ

Сорбционная емкость, мг/г

Эффективность очистки в

динамических условиях,%

статических условиях, %

Та б ли ц а 2

Эффективность очистки воды от меди древесными опилками, модифицированными различными количествами реагентов

Предлагаемый способ Реагент БОМ

5,03

98,8

99,5