Способ извлечения ртути из водных растворов

 

Сущность изобретения: способ заключается в восстановления ртути до валентного состояния +1 посредством γ-облучения солянокислого ртутьсодержащего раствора, в который предварительно вводят органические добавки, например изопропанол, а также соль металла, для которого окислительно-восстановительный потенциал пары Me⁺²/Me⁺ меньше окислительно-восстановительного потенциала пары 2Hg⁺²/Hg⁺₂² . Соль металла вводят в количестве не менее 0,5·10^-3 моль/л. Выделение выпавшего ртутьсодержащего осадка производят фильтрованием. Способ позволяет увеличить радиационно-химический выход восстановления ртути с 0,61 ± 0,10 до 6,3 ± 0,2 молекул /100 эВ при малых 10^-4 концентрациях ртути в исходном растворе. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам пеpеработки технологических растворов тяжелых металлов, в том числе сточных вод, и может быть использовано для их обезвреживания и извлечения ртути из смеси тяжелых металлов.

Известны способы извлечения ртути из ртутьсодержащих сточных вод, основанные на связывании ионов ртути в малорастворимые соединения. В качестве реагентов используют растворимые сульфиды [1], известь [2], полимерные вещества [3]. К недостаткам химических методов относятся образование шламов, необходимость строгой дозировки реактивов, а также невозможность вторичного использования ртути.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемой цели является способ, который заключается в восстановлении ртути (Hg⁺² -Hg⁺) и переводе ее в малорастворимый хлорид Hg₂Cl₂ посредством ионизирующего излучения. Недостатком данного способа является необходимость прокачивания инертного газа для устранения кислорода, что приводит к усложнению технологии. Максимальное извлечение ртути достигается при концентрации ртути (II) в исходном растворе, равной 10^-3 моль/л. Использование данного способа для обработки растворов с меньшим содержанием ртути приводит к уменьшению радиационно-химического выхода восстановления ртути, а, следовательно, к уменьшению степени извлечения. Достоинством данного способа является его экологическая чистота, поскольку восстанавливающие агенты образуются в реакционной системе под действием ионизирующего излучения.

Целью изобретения является увеличение радиационно-химического выхода восстановления ртути при переработке малоконцентрированных растворов, упрощение технологического процесса за счет проведения процесса в присутствии кислорода воздуха.

Цель достигается тем, что в раствор вводят дополнительно ионы металлов, окислительно-восстановительный потенциал которых меньше окислительно-восстановительного потенциала ртути в количестве не менее 0,5 ˙ 10^-3 моль/л.

На чертеже приведены график радиационно-химического выхода восстановления двухвалентной ртути в присутствии ионов других металлов (I) и при их отсутствии (II).

П р и м е р 1 (по прототипу). В солянокислые ртутьсодержащие растворы с концентрацией Hg (II) 10-4 моль/л вводят изопропиловый спирт и -C₃H₈O в количестве 0,2 моль/л; содержащийся в растворах кислород удаляется путем продувки инертного газа (азота). Пробирки емкостью 15 мл, снабженные притертыми пробками, полностью заполняют раствором и облучают при мощности поглощенной дозы излучения 0,85 Гр/с до достижения поглощенной дозы 1 кГр (минимальная доза, обеспечивающая максимальное извлечение). После облучения осадок отфильтровывают. Количество извлеченной ртути определяют по остатку в фильтрате Hg (II) спектрофотометрически на приборе "SPECORD-M40". Радиационно-химический выход восстановления ртути составил 0,61 ± 0,10 молекул/100 эВ.

П р и м е р 2. В исходный ртутьсодержащий раствор с концентрацией хлорида ртути 10^-4 моль/л добавляют изопропанол и -C₃H₈O в количестве 0,2 моль/л и Cd (II) в количестве 0,5˙ 10^-3 моль/л. Облучение проводят при мощности поглощенной дозы γ -излучения 0,85 Гр/с до достижения поглощенной дозы 1 кГр. Далее анализ проводят в условиях примера 1.

Радиационно-химический выход восстановления ртути составил 3,7±0,2 молекул/100 эВ.

П р и м е р ы 3-13. Проводят радиационно-химическое восстановление ртути в условиях примера 2.

Состав растворов, радиационно-химический выход восстановления ртути приведены в таблице.

Как следует из данных, приведенных в таблице, извлечение ртути из водных растворов предлагаемым способом позволяет увеличить радиационно-химический выход восстановления ртути от 0,61 ± 0,10 до 6,3±0,2 молекул/100 эВ (максимальный радиационно-химический выход для данной системы) в малоконцентрированных растворах (до 10^-4 моль/л). Процесс возможно вести в присутствии кислорода воздуха, что значительно облегчает технологию извлечения ртути.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ путем введения изопропанола, последующего γ -облучения, введения хлорид-ионов и отделения осадка, отличающийся тем, что в раствор дополнительно вводят соль металла, для которого окислительно-восстановительный потенциал пары Me²⁺ /Me⁺ меньше окислительно-восстановительного потенциала пары 2Hg²⁺ / Hg₂²⁺ , причем соль вводят в количестве не менее 0,5 · 10^-3 моль/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2