Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов

 

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов, которые могут быть использованы для очистки водных растворов, питьевой воды, сточных вод от тяжелых металлов, в частности от меди. В предложенном способе в качестве сырья используют отход процесса экстракции солодки, который промывают водой до неокрашенной воды, сушат при 60-65^oС, затем при 100-105^oС до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Способ позволяет упростить технологию, повысить эффективность очистки и сорбционную емкость.

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно, к способам получения сорбентов, которые могут быть использованы для очистки водных растворов, питьевой воды, сточных вод от тяжелых металлов, в частности от меди и цинка.

Сорбционная очистка является одним из эффективных способов удаления загрязнений из сточных вод. Известны способы получения сорбентов на растительной основе, например активных углей, путем обработки древесины при высокой температуре 500-900^oС [1].

Недостатком способов является сложность технологии. Описан способ получения сорбента на основе древесных опилок путем их обработки химреагентом-1 (2-оксиэтил)-4,5,6,7 тетрагидроиндолом [2] в растворе ацетона при соотношении 1:0,01 и выдерживания в течение 12 часов.

При испытании эффективность (степень) очистки в статических условиях составила 80%, а сорбционная емкость составила от 0,7-1,44 мг/г для меди и других металлов.

Недостатками способа является относительная сложность технологии и низкая эффективность. Цель изобретения - упрощение технологии и повышение эффективности очистки. Указанная цель достигается тем, что в качестве исходного сырья используют отход (остаток) процесса получения экстракта (отвара, настойки) солодки голой.

Экстракцию измельченной солодки проводят водой (либо водными растворами) при нагревании до кипения, выдерживают 15-30 мин до 2 часов на кипящей водяной бане, охлаждают, отделяют жидкость декантацией или процеживают (фильтруют). Соотношение измельченного сырья и воды - от 1:10 до 1:30. Экстракт используют для лечения сельскохозяйственных животных и человека в качестве противовоспалительного, противоязвенного, отхаркивающего средства [3, 4].

Отход (остаток) солодки голой не используется. Отход по предложенному способу промывают водой до неокрашенной промывной воды, сушат, сначала при 60-65^oС в течение 1-2 часов, затем при 100-105^oС до постоянной массы, затем измельчают (при необходимости), рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм.

Полученный продукт сорбент - порошок коричневого цвета с насыпной массой 0,18-0,25 г/см³, содержит не менее 35 мас.%, клетчатки и протеиново-углеводный комплекс (остальное), характеризуемый по содержанию азота по Кьельдалю (не менее 1 мас.%). Сорбент позволяет очистить водный раствор от тяжелых металлов, в частности от меди - с эффективностью 91%, с сорбиционной емкостью 3,6 мг/г, от цинка - 91,6% и 3,7 мг/г.

Пример 1. 80 г остатка от экстракции измельченной солодки смешивают с 400 мл воды, отстаивают, сливают водный слой, вновь смешивают с 400 мл воды и т.д. до получения неокрашенной промывной воды. Остаток после промывки сушат сначала при температуре при 60-65^oС (2 часа), затем при 100-105^oС до постоянной массы, затем измельчают (при необходимости), рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм. Получают 17 г продукта в виде порошка с насыпной массой 0,2 г/см³.

Пример 2. Проведение испытаний. В колбу вместимостью 100 см³ вносят 40 мл водного раствора меди с содержанием 100 мг/л ионов меди в виде сульфата и 1 г приготовленного сорбента, перемешивают, выдерживают при комнатной температуре. Периодически после 2 часов проверяют химанализом содержание меди в растворе до постоянного значения - 9 мг/л (после 3 часов). Степень очистки составляет 91%, сорбционная емкость 3,6 мг/г.

Таким образом, предложенный способ позволяет упростить технологию получения сорбента, повысить емкость и эффективность очистки водных растворов от тяжелых металлов, комплексно использовать растительное сырье.

Пример 3. В колбу как в примере 2 вносят 40 мл водного раствора цинка с содержанием 100 мг/л ионов цинка в виде сульфата и 1 г сорбента, перемешивают, выдерживают при комнатной температуре.

После 3 часов содержание цинка в растворе 8,5 мг/л, степень очистки 91,6%, сорбционная емкость 3,7 мг/г.

Источники информации 1. Химический энциклопедический словарь. - М., 1983, с.19.

2. А.С. СССР 1498551, кл. В 01 J 20/22, 1987.

3. Кирюткин Г. В. и др. Справочник ветеринарных препаратов. - Киров, 1997.

4. Машковский М. Д. Лекарственные средства. - М., 1993, том 1, с.434 и 435, том 2, с.6.

Формула изобретения

Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов, отличающийся тем, что в качестве растительной основы используют отход процесса получения экстракта солодки, который сначала сушат при 60-65^oС, затем при 100-105^oС, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,2-2 мм.