Способ сорбции тяжелых металлов из водных растворов

 

Использование: сорбция тяжелых металлов с применением в качестве сорбента высокомолекулярного соединения с активными комплексующими группами. Сущность: в качестве эффектного сорбента меди, никеля и ртути используют сополимер следующего строения: n= 75-82 мол. %; m= 20-5 мол.%; p=5-13 мол.%, при этом медь и никель извлекают из щелочных растворов, ртуть - из кислых растворов и сорбцию проводят в течение 1-4 ч. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к сорбции тяжелых металлов с применением в качестве сорбента высокомолекулярного соединения с активными комплексующими группами.

Известен способ извлечения тяжелых металлов с использованием в качестве сорбента полимера, содержащего амидоксимные группы [1] Следует отметить сложность получения адсорбента и его низкую статическую сорбционную емкость.

Известен также способ сорбции полиакролеином, модифицированным триатаноламином [2] К недостаткам указанного способа следует отнести слабую сорбционную способность и необходимость длительного контакта с раствором металла.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения металлов с использованием сорбента на основе бромированного полиакролеина [3] Недостатками способа являются длительность сорбционного процесса и недостаточно высокая статическая сорбционная емкость.

Целью изобретения является извлечение тяжелых металлов из водных растворов сорбентом с повышенной сорбционной емкостью.

Указанная цель достигается тем, что в качестве тяжелых металлов используют оксим полиакролеина следующего строения: Предлагаемый сорбент получают реакцией конденсации полиакролеина с солянокислым гидроксиламином в щелочной среде (весовое соотношение 1:2). Реакцию проводят 7 ч при комнатной температуре, а затем 2 ч смесь нагревают при 50oC. По окончании реакции сополимер высаживают 2Н водным раствором уксусной кислоты, отфильтровывают и сушат в вакууме до постоянного веса. Выход 90-97 мас.

Сополимер представляет собой порошкообразный продукт светло-желтого цвета, без запаха, устойчивый при хранении в течение длительного времени, с температурой начального разложения 210oC, нерастворимый в воде и органических растворителях, устойчивый к изменениям кислотно-основных свойств среды.

Строение сорбента доказано методом ИК- спектроскопии: в ИК-спектрах присутствуют полосы поглощения -OH, -CH=N, -N-O- связей (3360, 1645, 920 см-1) -C=O (1710 см-1). Найдено содержание азота в полимере 14-16.7 мас. что соответствует 75-82 мол. оксимных звеньев. Мол. м. 50000.

Пример 1. Зависимость сорбции металлов от рН среды. Навеску сорбента (10 мг) контактируют при перемешивании в статическом режиме с 20 мл раствора соли металла при комнатной температуре в течение 4 ч при рН от 1 до 7 (ртуть) от 2 до 10.8 (никель, медь). Концентрация металла составляет 190,6 мг/л ртути, никеля и меди, соответственно 209 мг/л и 241,5 мг/л.

Сорбент отделяют от раствора фильтрованием. Содержание металла в фазе сорбента устанавливают по разности между исходным и остаточным в растворе.

Медь и никель определяли фотометрическим, ртуть объемным методами. Результаты приведены в табл. 1.

При увеличении массы сорбента в 2-3 раза достигается 100%-ное извлечение ртути при рН 1-4, меди и никеля при рН 10,8.

Пример 2. Зависимость сорбции от времени контакта сорбента с раствором. Навеску сорбента (10 мг) контактируют в статическом режиме с 20 мл растворов металлов при рН 3 (ртуть) и при рН 10,8 (никель, медь) в течение различного времени (от 0,5 ч до 24 ч). Сорбент отделяют от раствора фильтрованием. Содержание металлов в твердой фазе сорбента и в растворе определяют как в примере 1.

Результаты приведены в табл. 3.

Пример 3. Зависимость сорбции металлов от концентрации их в растворе.

Навеску сорбента (10мг) контактируют с 20 мл раствора металла различной концентрации при оптимальных значениях рН и продолжительности контакта. Содержание металла в растворе и в твердой фазе сорбента определяют как в примере 1.

Результаты приведены в табл.4.

Таким образом, заявляемый сорбент быстро и эффективно сорбирует медь и никель из щелочных и ртуть из кислых растворов.

В табл. 5 приведены значения статических сорбционных емкостей (ССЕ) предлагаемого сорбента и дано сравнение с известными сорбентами. Сорбент превосходит известные по величине ССЕ и по времени сорбции металлов.

Следует отметить, что сорбент можно использовать многократно, поскольку десорбция металлов слабыми растворами кислот протекает в течение 0,5-1 ч с количественным удалением металла и сохранением структуры и, следовательно, сорбционных свойств сорбента.

Источники информации 1. Заявка 58-59204, Япония, РЖхим 1984, 10 C452П.

2. Авт.св. 1265197 СССР, БИ N 39, 1986.

3. Авт.св. 1613447 СССР, БИ N 46, 1990. (прототип).

Формула изобретения

1. Способ сорбции тяжелых металлов из водных растворов, включающий обработку растворов полимерным сорбентом на основе оксима полиакролеина, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют сополимер следующего строения: где n 75 82 мол.

m 20 5 мол.

p 5 13 мол.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора при сорбции меди и никеля используют щелочные растворы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора при сорбции ртути используют кислые растворы.

4 Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют в течение 1
4 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к утилизации вредных отходов производства, в частности к способам обезвреживания (демеркуризации) люминесцентных ламп, вышедших из строя, содержащих металлическую ртуть

Изобретение относится к способам утилизации изделий, содержащих ртуть или ее пары, например люминесцентных ламп

Изобретение относится к химической чистке твердых поверхностей и очистки воздуха внутри помещений, к способам удаления примесей ртути из атмосферы, с поверхности предметов домашнего обихода, дегазации полов из различных материалов

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к устройствам для вакуумного нанесения покрытий, и может быть использовано в технологии получения тонкопленочных многослойных покрытий

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, а именно к поверхностному конденсатору для извлечения ртути термическим методом из боя ртутьсодержащих люминесцентных ламп

Изобретение относится к способам демеркуризации люминесцентных ламп и может быть применено при переработке и утилизации отработанных ламп дневного света

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации электролюминесцентных источников света и ртутьсодержащих отходов их производства, а также для утилизации иных стеклянных и стеклянно-металлических изделий, содержащих металлическую ртуть, ее пары и амальгамы

Изобретение относится к способам извлечения металлов из руд и может быть использовано в цветной металлургии

Изобретение относится к способам получения металлов из минерального сырья и может быть применено при гидрометаллургической переработке твердого металлсодержащего минерального сырья руд, концентратов, отходов рудного обогащения и других металлсодержащих отходов (угледобычи, зол и шлаков тепловых электростанций и т.п.)

Изобретение относится к синоптическому составу для растворения окислов металлов, в частности окислов железа, и способу их растворения

Изобретение относится к способу извлечения полезных компонентов выщелачиванием, включающему дробление, измельчение, выщелачивание материала в загрузочно-обменных аппаратах растворами реагента, сорбционное и цементационное осаждение из продуктивных растворов

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при складировании многокомпонентной горной массы

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка и может быть использовано при кучном, подземном выщелачивании, а также при очистке сточных вод

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению благородных металлов методами выщелачивания из руд, содержащих золото, серебро и другие металлы
Изобретение относится к способам выделения палладия из отходов промышленных предприятий и может быть использовано для выделения палладия из электролитов гальванических производств

Изобретение относится к области металлургии, в частности к гидрометаллургическим способам извлечения кобальта
Наверх