Способ получения нерастворимого таннина

 

Изобретение относится к способам получения сорбентов, в частности, нерастворимого таннина. Таннин австралийской акации растворяют в водном растворе формальдегида, добавляют аммиак, а полученный осадок выдерживают до его старения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу получения нерастворимого таннина, который можно использовать в качестве адсорбента при обработке жидких отходов, содержащих вещества ядерного топлива, ионы железа и т.д.

Обычно такие ядерные вещества, как уран или торий, при химической обработке остаются в отработанной жидкости и сливаются. Адсорбент, который адсорбирует радиоактивные вещества, сам при этом не растворяясь в отработанной жидкости, обычно использовался для обработки такой жидкости. В японских заявках на патент с выложенными номерами 62-61998 и 1-55947 описаны гидратизированные гелевые соединения, которые соответственно используются в качестве адсорбентов.

Известное гидратизированное гелевое соединение получают в результате взаимодействия альдегида или кислоты, такой как серная или фосфорная, с таннином хурмы для превращения раствора таннина в гель.

В способе получения гидратизированного гелевого соединения, однако, только таннины хурмы могут быть использованы в качестве адсорбента при обработке вышеупомянутой отработанной жидкости. Если используют какой-либо другой натуральный таннин, а не таннин хурмы, то такой таннин не может превращаться в гель даже при взаимодействии с альдегидом или кислотой. Следовательно, нерастворимое гелевое гидратизированное соединение нельзя получить с помощью вышеуказанного способа.

Целью изобретения является разработка способа получения нерастворимого таннина, в котором нерастворимый таннин может быть получен с использованием таннинов, отличных от таннина хурмы.

В изобретении предлагается способ получения нерастворимого таннина, включающий растворение таннина в водном растворе альдегида, добавление аммиака к раствору для получения осадка и старение осадка.

Раннее термин "нерастворимый таннин" использовался для обозначения таннина, который преобразован в гель, нерастворимый в воде.

В описываемом способе можно использовать помимо таннина хурмы другие таннины для получения нерастворимого осадочного таннина.

На фиг. 1 показан график зависимости рН урансодержащего раствора и процента извлечения урана посредством адсорбции в соответствии с примером 1; на фиг. 2 график зависимости рН урансодержащего раствора и процента извлечения урана адсорбцией в соответствии с примером 3.

В способе получения таннина в соответствии с изобретением таннин сначала растворяют в водном растворе альдегида. Предпочтительно используется сгущенный таннин, такой как таннин квебрахо, таннин австралийской акации, таннин ели, таннин гамбира, акацитехин и таннин коры дуба. Кроме того, можно использовать любой водный раствор альдегида, такой как раствор формальдегида, раствор ацетальдегида и раствор глутарового альдегида. Однако водный раствор формальдегида наиболее предпочтителен, так как при этом скорость образования осадков самая большая. Формальдегид является материалом, содержание которого в сточной жидкости оговорено законом. Однако он взаимодействует с аммиаком, который добавляется на следующей стадии для образования гексаметилентетрамина, который не вызывает проблем в соответствии с законами, регулирующими его содержание в сточной жидкости.

Целесообразно, чтобы содержание альдегида в водном растворе альдегида составляло не менее 0,02 мас. и чтобы количество добавляемого таннина соответственно составляло не менее 0,02 мас. Если содержание как альдегида, так и таннина меньше 0,02 мас. таннин не будет осаждаться даже при добавлении аммиака. Поэтому целесообразно увеличить содержание альдегида и таннина для того, чтобы обеспечить большой выход осадка. Однако, если это содержание превышает 40 мас. то во время стадии растворения таннина усиливается характерный раздражительный запах альдегида, что ухудшает рабочие условия в окружающей среде. Следовательно, концентрации альдегида и таннина можно ограничить пределами от 0,02 до 40 мас.

После этого аммиак добавляют в водный раствор альдегида, содержащий растворенный таннин, для того чтобы образовался осадок, содержащий таннин как главный составляющий компонент. Количество добавляемого аммиака целесообразно определить таким образом, чтобы полностью выделить таннин, растворенный в растворе. Однако, даже если количество аммиака недостаточно, нерастворимый таннин, который не растворяется даже в водном растворе кислоты, можно получить путем отделения осадка фильтрованием его в водный аммиак с числом рН 10.

Осадок, содержащий таннин как главный составляющий компонент, подвергают затем испарению, фильтрованию или подобной обработке для удаления содержащейся в нем воды, а затем оставляют для старения (выдержки). Если кислота, такая как азотная, добавляется сразу после образования осадка, осадок вновь растворяется в ней. Однако этому противодействует вышеуказанный процесс старения. Время, необходимое для старения, составляет всего несколько минут, в случае если старение осуществляется при хорошем доступе воздуха.

В результате процесса старения осадок из зеленовато-коричневого становится коричневым или в некоторых случаях темно-коричневым. Образованный таким образом коричневый осадок является стабильным и нерастворимым в воде, и он не растворяется даже в кислоте. Следовательно, его можно использовать как в щелочных, так и в кислотных растворах. Кроме того, нерастворимый таннин, полученный таким образом, обладает превосходно адсорбирующей способностью при его использовании в качестве адсорбентаб и, следовательно, его можно эффективно использовать для адсорбции веществ ядерного топлива, таких как уран или торий, или ионов железа, содержащихся в растворе, таком как отработанная жидкость. Для осуществления адсорбции с применением нерастворимого таннина можно применять порционный или колончатый способ.

Как было описано выше, в способе получения нерастворимого таннина в соответствии с изобретением можно применять многие таннины, существующие в природе, и поэтому можно хорошо использовать природные ресурсы. И конкретно, поскольку таннин можно получить с низкими затратами, способ в соответствии с изобретением является очень экономичным.

Пример 1. 8 г таннина австралийской акации растворили в водном растворе, содержащем 37 мас. формальдегида. Затем не менее 14 мл водного аммиака при 13,7 N было добавлено в раствор для выделения таннина. Затем осажденный таннин, полученный таким образом, отделили посредством фильтрования и подвергли старению в течение 24 ч для получения нерастворимого таннина.

Приготовили 250 мл раствора, содержащего 225 частей на миллиард урана, и 25 мг (сухая масса) нерастворенного таннина, полученного как было описано выше, добавляли в качестве адсорбента. Затем измерили количество извлеченного урана для разных значений рН урансодержащего раствора. Результаты показаны на фиг.1.

Извлечение α определяли по следующей формуле: a= {(Co-Ct)/Co}·100 (%), где Co и Ct соответственно обозначают начальное содержание урана в растворе и содержание урана после адсорбции.

Как видно на фиг.1, адсорбент из нерастворимого таннина обладает большой эффективностью при адсорбции урана в области значения рН от 4 до 9,5.

Пример 2. 200 мг (сухой вес) нерастворимого таннина, приготовленного как в примере 1, добавляют в качестве адсорбента к 1 л воды, содержащей 3,6 ppb (частей на миллиард) ионов железа, и подвергают контактному перемешиванию в течение 1 ч. После фильтрации концентрация ионов железа в фильтрате составляла 0,4 ppb и это подтверждает, что количество адсорбции ионов железа на 1 г нерастворимого таннина было 16 мг.

Пример 3. 25 г порошка таннина австралийской акации, который был конденсированным таннином, растворяют в 66,4 мл водного раствора формальдегида, имеющего 1,9 мас. формальдегида. Затем 13,6 мл водного раствора, аммиака при 3 N добавляли к раствору, чтобы осадить соединение таннина. Затем осажденный таннин, полученный таким образом, отделяли фильтрацией и подвергали старению, оставляя стоять в течение 24 ч, чтобы получить нерастворимый таннин.

Готовили 250 мл раствора, содержащего 220 частей на миллиард (ppb) урана. Затем 25 мг (сухой вес) нерастворимого таннина, приготовленного как описано выше, добавляли в качестве адсорбента, раствор перемешивали в течение около 2 ч, для того чтобы адсорбент адсорбировал уран. Результаты представлены на фиг. 2, из которого видно, что адсорбент из нерастворимого таннина проявляет высокую адсорбцию урана в широком интервале рН между 4 и 10.

Очевидно, что различные изменения и варианты в изобретении возможны в отношении приведенных примеров. Поэтому следует понимать, что изобретение можно использовать иначе, чем было описано, не выходя за пределы объема прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ получения нерастворимого таннина, включающий обработку таннина альдегидом, отличающийся тем, что таннин австралийской акации растворяют в водном растворе формальдегида, к раствору добавляют аммиак с получением осадка и осадок выдерживают в течение времени, необходимого для его старения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют раствор формальдегида с концентрацией 0,02 37,0 мас.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что количество растворяемого таннина в растворе формальдегида составляет не менее 0,02 мас.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что осадок выдерживают от нескольких минут до 24 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2