Способ получения сорбента

 

Изобретение относится к способам получения твердых неорганических сорбентов и может быть использовано для получения магнитоуправляемых сорбентов при обработке сточных вод и жидких радиоактивных отходов. Высокая сорбционная емкость сорбента в совокупности с возможностью его магнитного управления достигается за счет того, что в способе получения сорбента, включающем измельчение и термообработку железомарганцевых конкреций (ЖМК), термообработку измельченных до крупности 0,1 - 2,0 мм ЖМК ведут в среде любого инертного газа при температуре 750 - 850^oC в течение не менее 0,5 часа, продукт термообработки разделяют на магнитную и немагнитную фракции, а в качестве сорбента используют магнитную фракцию обработанных ЖМК. 3 табл.

Изобретение относится к способам получения неорганических магнитоуправляемых сорбентов и может быть использовано в технологии очистки сточных вод и жидких радиоактивных отходов.

Известен способ получения сорбента, включающий обработку железомарганцевых конкреций раствором ферроциамида щелочного металла в присутствии минеральной кислоты [1] Известно также использование измельченных до крупности 0,06 3,0 мм железомарганцевых конкреций в качестве сорбента ионов металлов [2] Недостаток известных сорбентов заключается в том, что они не являются магнитоуправляемыми.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего получить из железомарганцевых конкреций сорбенты с высокой емкостью и магнитной восприимчивостью.

Поставленная задача решается описываемым способом получения сорбента, включающим измельчение железомарганцевых конкреций (ЖМК) до крупности 0,1 - 2,0 мм, термообработку в среде любого инертного газа при температуре 750 - 850^oC в течение не менее 0,5 часа, продукт термообработки разделяют на магнитную и немагнитную фракции, а в качестве сорбента используют магнитную фракцию обработанных ЖМК.

Для приготовления сорбентов использовали ЖМК, химический состав которых приведен в таблице 1.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Из ЖМК второй пробы, измельченных до крупности 0,1 2,0 мм, отбиралась фракция минералов с удельной магнитной восприимчивостью более 50х10^-8м³/кг. Сорбционная емкость данной фракции не превышала 0,1 мг-экв/г, выход магнитной фракции составил 0,1 0,3% Пример 2. ЖМК второй пробы измельчали до крупности 0,1 2,0 мм и подвергали термообработке при 105 120^oC в течение 24 часов. Отбирали фракции с удельной магнитной восприимчивостью >50x10^-8м³/кг. Выход фракции составил 0,2 0,4% при сорбционной емкости 0,10 0,15 мг-экв/г.

Пример 3.

ЖМК по примерам 1 и 2 подвергали термообработке при температуре 650^oC в течение 4 часов. Выход магнитной фракции с удельной магнитной восприимчивостью >50 x10^-8м³/кг составил 1,5 20,0% сорбционная емкость 0,9 1,0 мг-экв/г.

Пример 4. ЖМК второй пробы измельчали по крупности 0,1 2,0 мм и подвергали термообработке в среде инертного газа (азот) при температуре 800^oC в течение соответственно 5, 10, 20, 30, 60, 90, 120, 180, 240 и 300 минут. Отбиралась фракция минералов с удельной магнитной восприимчивостью более 50х10^-8м³/кг.

Выход магнитной фракции и сорбционные емкости магнитной и немагнитных фракций приведены в табл.2.

Среднее значение сорбционной емкости (1,85 мг-экв/г) и среднее значение выхода магнитной фракции (85%) при времени термообработки более 5 мин приведены в табл. 3.

Пример 5. ЖМК по примерам 1-3 подвергали термообработке при 1100^oС в течение 4 часов, а затем отбирались магнитные фракции с удельной магнитной восприимчивостью более 500, более 200, более 100 и более 50 х 10⁸ м³/кг. Выход магнитной фракции составил соответственно 15, 22, 24 и 32% при сорбционной емкости от 0,4 до 0,6 мг-экв/г.

Примеры 6 и 7. Применяли технологию обработки по примеру 4 соответственно для ЖМК 1-й и 3-й проб. Характеристики магнитной фракции ЖМК-сорбента приведены в табл. 3.

Примеры 8-11. Сорбенты по примеру 3 (пототип) и примерам 4, 6, 7 помещали в технологический раствор, содержащий естественные радионуклиды. После завершения сорбции (до 4-6 часов) сорбенты извлекли из раствора, воздействуя магнитным полем. Извлечение сорбентов магнитным полем составило соответственно пример 3 5% пример 4 92% пример 6 94% пример 7 96% Харктеристики полученных ЖМК-сорбентов по примерам 1-7 приведены в табл. 3.

Таким образом, как следует из таблиц 2 и 3, предложенный способ (примеры 4, 6, 7, 9-11) получения сорбента позволяет реализовать совокупность высокой сорбционной емкости сорбента с возможностью его магнитного управления.

Формула изобретения

Способ получения сорбента, включающий измельчение железомарганцевых конкреций, отличающийся тем, что измельчение ведут до крупности 0,1 2,0 мм, затем осуществляют обработку в среде инертного газа при 750 850^oС в течение не менее 0,5 ч, после термообработки продукт разделяют на магнитную и немагнитную фракции и магнитную фракцию используют в качестве сорбента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2