Гранулированный сорбент для поглощения мышьяка Советский патент 1980 года по МПК B01J20/20 C02F1/28 C02F1/28 C02F101/10 C02F103/00 

(54) ГРАНУЛИРОВАННЫЙ СОРБЕНТ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ

МЫШЬЯКА

Изобретение относится к области неорганических сорбентов и может бы использовано для очистки и выделени мышьяка из промышленных сточных и природных вод с высоким солевым фоном. Известно использование различных марок смол для очистки сточньк Вод от мышьяка. При использовании катио нита марки и анионитов ЭДЭ-Юп АВ-17 рабочая обменная емкость их по мышьяку составляет 0,73 мг-экв./г Кроме того, максимальное поглощение мышьяка с примейением смол происходит в пределах рН 5-7 1. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ,неорганический сорбент, полученный из отходов глиноземного производства красного шлама , содержащего до 50% железа, 15-20% алкминия, до 5% титана, кремния и другир металлы в виде окислов. Сорбент, синтезированный из этого сырья, содержит смесь гидроокисей железа, алкминия, кремния и титана, которая формуется в гранулы методом замораживания , Полная динамическая емкость известно го сорбента составляет 3,5 мг-экв./г Рабочий диапазон значений рН, при которых сорбент химически прочен в условиях сорбции составляет 3-8 рН. Недостатком известного сорбента является то, что он имеет недостаточную динамическую емкость и низкую избирательность при расширении рН очищаемой среды. Целью настоящего изобретения является разработка неорганического сорбента из отходов с повышенными сорбционными свойствами, работающим в более широкотл диапазоне рН. Поставленная цель достигается путем использования в качестве сорбента предварительно сформованных в виде гранул отходов сернокислотного производства , содержащих гидроокисей 50-70 вес.% железа, 8-12 вес.% алкминия, 6-9 вес,% титана, 810 вес.% кремния, 1,5-2,0 вес.% свинца, 2-3 вес.% меди, 1,2-2 аес.% цинка, 0,4-0,8 вес.% кобальта, 0,30,9 вес.% никеля и 0,5-0,7 вес.% хрома. Отличительным признаком сорбента является дополнительное введение в состав гидроокисей меди,, свинца, цинка, хрома, кобальта, никеля и иное соотношение компонентов.

Сорбейт получают следующим образом Отход (пиритный огарок) сначала обрабатьшают солянокислым раствором при 70-lOO C, при перемешивании, затем Ьосле отстаивания фильтрат декантйруют. Осадок вновь Обрабатывают порцией солянокислого раствора и после декантации фильтраты. Ьбъеяиняют. Далее после необходимой степени извлечения-Ксмпонёнтов в солянокислый раствор, последний обрабат1ава1ют.аммиак см при перемешивании до достижения рН-8-9. Полученный осадок прО1йБ1ваютдо Отрицательной реакции на хлор-ион в промывных водах (с азотнокислым серебром) .

Полученную смесь гидроокисей гранулируют замораживанием при температуре () - (10°С) , затем отстаивают при комнатной температуре.

Полученный сорбент испытывают в динамических условиях на извлечение ;1у).. ;;;;:. . л. ; . . . П р им е, р 1. Отход сернокйслот; нЬго произвоДств.а - пйритный orcipoK следующего состава: Fe - 60%,Аб- 15% ;г,Оз(Сг, Ti, Zn, РЬ, Со, N1 и др.) 15%, Si - 8%, Си - 2% в виде окислов в количестве 50 г обрабатывай 200мл б н раствора технической НСС при т&лпературе 80°С при перемешивании в те, ченйи 2 часов. После отстаивания верхний фильтрат декантируют а осадок вновь обрабатывают 100 мл б. н. раствора НСЕ, вновь декантируют и оба фильтрата соединяют.

Полученный растиор хлоридов разбавляют ВОДОЙ в отношений 1:1 и при .медленном добавлении аммиака к раствору хлоридов до рН-8 при перемешивании осаждают Тидроокиси. После отстаивания в течение 12 часов и удаления декантата сорбент, содержащий ; смесь гидроокисей железа, алюминия, : титатна, меди, хрома, никеля, кобальта, кремния, магийя, цинка грранулируют замораживанием при температуре (-10) в течение .12 часов, далее отс- тайвают при комнатной температуре в течение 8 часов.

Как показали спектральный и гсимически{$ анализы полученный сорбен имеет состав: Ре - 52%, At - 8%, Ti - 9%, Si - б%, Pb- 2%, Си - 2%, Zn-- 2%,Со- 0,8%, Ni - 0,9%,. : СГ -; 0,7%.,. . ,

с;орбционные свойства полученного сорбента исследовались в .динамических условиях.

Испытание сорбента, по примеру 1.

ЧерезСЛОЙ сорбента (высбта слоя 10 см, сечение 1,2 см, навеСка б гр (пропускают природную воду с рН-б следумцего химического состава: Са2 700 мг/л, Na 5000 мг/л, 2000 мг/л, Ct бООО мг/л,, - 800 мг/л, мг/л.

В результате было получено .30 л очищенной от мышьяка воды с содержанием в ней 0,04 мг/л мышьяка. На полную,регенерацию сорбента было израсходовано 100 мл 15% раствора NaOH или 5% .

Сорбент тик гол же способом был испытан 20-кратно при сохранении всех условий экспери1и;ента, но с измене ием рН от 3 до 10. В результате быйо установлено, что сорбент при всех условиях эксперимента не потерял свою избирательность и прочность. Во всех экспериментах полная динамичес.Кая емкость составила 99 мг/л или ;.4 мг-31Кв/г. Г ;.; . - -.

П р и м ер 2. Получение сорбен ta.; ; V;; ;,;..../:;| i -; . - ,;. ,- ,

50 г пирйтйого Огарка состава: Fe - 77%, %0з (Сг, РЬ, Ае, Ti, Zn, Со, Ni) - 15%, Si - 6%, Си - 2% в виде окислов обрабатывают по вышеописанному в примере 1 способу с изменением температуры и времени замораживания соответственно () и 24 часа.. ,.,,;. . :, ..... ...-,: . ; ......... - .

Полученный сорбент на основании спектрального и химического анализов имел состав: Fe -.70%, АС - 8%, Ti - б%. Si - .4%, РЬ - 1,5%, Си - 1% Zn - 1,2%, Со -0,4%, Ni - 0,3%, Cir.- 0,5%.--.л. :.:, .: : : -/

Испытание сорбента по примеру 2.

Через слой сорбента (высота слоя 8 см, сечение 1 ,4 см, навеска б г пропускают термальную воду при температуре 45°С при рН - 3. Химический состав воды: 900 мг/л, К - бООрО мг/л, се-- 7000 мг/л, SO4 - 1000 мг/л, - 1000 мг/л, АЗоещ 27 мг/л.

В результате былб получено 25 литров очищенной от мышьяка воды с содержанием в ней 0,01 мг/л мышьяка. На полную регенерацию сорбента было израсходовано 100 мл 1% раствора , iJaOH или 100 мл 5% раствора . Полная динамическая емкость сорбента составила 4 мг-экв/г. ;.

Сорбент многократно (30 раз) был испытан в широком диапазоне рН-3-10. Формула изобретения

Гранулированный сорбент для поглощения мышьяка из сточных вод, содержащий гидроокиси железа, алюминия j титана н кр емния, отличающ и и с я тем, что,сцелью повышения ёмкости и избирательности поглощения мышьяка, он содержит дополнительно гидроокисц меди, свинца, хрома, кобальта и никеля при следующем соотношений исходных компонентов (вес.%)

Гидроокись железа50-70

Гидроокись алюминия 8-12 Гидроокись титана6-9

Гидроокись кремния 8-10 Гидроокись свинца 1,5-2,0

707592 6

Гидроокись меди . 2-31. В.Я. Ахмадеев и др. ФизикоГидроокись цинка 1,2-2химические, методы очистки сточных

Гидроокись кобальта 0,4-0,8вод от МБ1шь.яка и извлечение редких

Гидроокись никеля 0,3-0,9и рассеянных элементов из растворов,

Гидроокись хрома 0,5-0,7Вып. 14 (259). М., 1974, с. 6-10.

.Источники инфbpлaции . , 2. -Казанцев Е.и. и др. Цветные

принятые во внимание при экспертизе.металлы, 1, 1972, с. 18 (прототип),