Способ извлечения ионов марганца (vii) из водного раствора

Способ извлечения ионов марганца (VII) из водного раствора относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Техническим результатом является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения ионов марганца (VII) из водного раствора. Для этого осуществляют сорбцию ионов марганца на активированном угле, который перед сорбцией подвергают предварительной кислотной, щелочной или водной обработкам. Сорбцию проводят при рН 2-3 после предварительной кислотной или щелочной обработок и при рН 2-5 после водной. Сорбция на активированном угле при оптимальных условиях является быстрым и эффективным способом извлечения ионов марганца (VII) из водных растворов. 7 ил.

 

Способ извлечения ионов марганца из водного раствора относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известно извлечение марганца восстановлением из оксидов кремнием или алюминием в электропечах, электролизом растворов MnSO4 и другими методами [Р.Рипан, И.Четяну. Неорганическая химия, т.2. Химия металлов. Под ред. В.И.Спицына и И.Д.Колли. М.: Мир, 1972. С.392-394].

Недостатками способов являются длительность и сложность процесса.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов тяжелых металлов, в том числе и марганца, из водного раствора, включающий сорбцию ионов марганца на сорбентах, в том числе на активированном угле [Патент RU 2008273 C1, VGR С 02 F 1/42, опубл. 28.02.1994].

Недостатком способа является то, что не определены условия, при которых сорбция на активированном угле (АУ) наиболее эффективна.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения ионов марганца из водного раствора на АУ.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективность процесса извлечения ионов марганца из водного раствора.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ионов марганца сорбцией на активированном угле перед сорбцией активированный уголь подвергают кислотной, щелочной или водной обработкам, сорбцию осуществляют в течение двух часов, при этом после предварительной кислотной или щелочной обработок активированного угля сорбцию проводят при рН 2-3, а после водной - при рН 2-5.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1, 3, 5, 7 даны зависимости остаточной концентрации ионов марганца в мг Mn (VII)/дм3 от величины рН раствора, времени сорбции и способа предварительной обработки сорбента. В результате окислительно-восстановительных реакций между ионом марганца (VII) и АУ в растворе появляются продукты восстановления аниона марганца (VII). На фиг.2, 4, 6 дано общее извлечение всех ионов марганца Е, в % от исходной концентрации.

Примеры конкретного выполнения способа.

Сорбцию Mn (VII) осуществляли из 200 см3 исходного раствора KMnO4, масса сорбента 2 г. Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворах NaOH, Н2SO4 или в дистиллированной воде.

Концентрацию ионов марганца определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром марки рН-121.

В процессе сорбции величина рН раствора изменялась, поэтому в процессе сорбции проводили коррекцию заданного значения рН при непрерывном перемешивании.

Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Однако для большей гарантии достижения равновесия контакт сорбента и раствора осуществляли не менее суток. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе сорбции в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH или Н2SO4. Заданное значение рН поддерживали в течение 2 часов от начала сорбции нейтрализацией раствора, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно, поэтому коррекцию величины рН осуществляли один раз в сутки.

Сорбцию осуществляли при комнатной температуре.

Используя значения концентраций ионов марганца в водном растворе исходном и после сорбции, рассчитывали сорбционную обменную емкость при равновесии (СОЕ, мг/г).

Пример 1 (фиг.1 и 2).

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворе H2SO4.

На фиг.1 и 2 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 1 г Mn (VII)/дм3 за время 120 мин.

Из данных фиг.1 следует, что сорбция осуществлялась в интервале рН 2-10 за время менее 2 часов, лучшие результаты получены при рН 2-3, СОЕ=92,1-91,4 мг/г.

Из данных фиг.2 следует, что лучшие показатели извлечения всех ионов марганца из водного раствора осуществлялись в интервале рН 2-3, за время 2 ч извлечение составило 86-95%.

За сутки показатели сорбции составили:

рН2345678910
С, мг Mnобщ/дм35133040401029752115
Е(Mnобщ), %869596969689899488

Пример 2 (фиг.3 и 4).

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворе NaOH.

На фиг.3 и 4 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 1 г Mn(VII)/дм3 за время 120 мин.

Из данных фиг.3 следует, что сорбция осуществлялась в интервале рН 2-9 за время менее 2 часов, лучшие результаты получены при рН 2-3, СОЕ=87,4-92,7 мг/г за время 1 час.

Из данных фиг.4 следует, что лучшие показатели извлечения всех ионов марганца из водного раствора осуществлялось в интервале рН 2-3, за время 1 ч извлечение составило 90-94%.

За сутки показатели сорбции составили:

рН23456789
С, мг Mnобщ/дм36541330207136130258413
Е(Mnобщ), %9355977886867357

Пример 3 (фиг.5 и 6).

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.

На фиг.5 и 6 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 1 г Mn (VII)/дм3 за время 120 мин.

Из данных фиг.5 следует, что сорбция осуществлялась в интервале рН 2-10 за время менее 2 часов, лучшие результаты получены при рН 2-5, СОЕ=89,2-92,6 мг/г за время 1 час.

Из данных фиг.6 следует, что лучшие показатели извлечения всех ионов марганца из водного раствора осуществлялось в интервале рН 2-5, за время 1 ч извлечение составило 87-99,9%.

За сутки показатели сорбции составили:

рН1,62345678910
С, мг Mnобщ/дм3052801312213252220361
Е(Mnобщ), %99,9949199879997989861

Пример 4 (фиг.7).

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.

На фиг.7 даны результаты сорбции из водного раствора при рН 7 за время 150 мин с концентрациями 0,4-3,0 г Mn (VII)/дм3.

Из данных фиг.7 следует, что результаты сорбции ионов марганца зависят от концентрации исходного раствора, сорбционное равновесие наступает за время 90 мин.

Из данных фиг.1-7 следует, что при комнатной температуре результаты сорбции зависят от предварительной обработки сорбента, концентрации исходного раствора, величины рН раствора в процессе сорбции и времени сорбции.

По сравнению с прототипом сорбция на активированном угле при оптимальных условиях является быстрым и эффективным способом извлечения ионов марганца (VII) из водных растворов.

Способ извлечения ионов марганца из водного раствора, включающий сорбцию ионов марганца на активированном угле, отличающийся тем, что перед сорбцией активированный уголь подвергают кислотной, щелочной или водной обработке, сорбцию осуществляют в течение 2 ч, при этом после предварительной кислотной или щелочной обработки активированного угля сорбцию проводят при рН 2-3, а после водной - при рН 2-5.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к переработке марганецсодержащих материалов, относится к цветной металлургии и может быть использовано при гидрометаллургической переработке смешанных марганецсодержащих материалов или аналогичных марганцевых руд с получением концентрата марганца, который может быть использован в металлургической, электротехнической, химической промышленности.

Изобретение относится к области химического обогащения марганцевых руд, а именно к способу восстановления железо-марганцевых конкреций. .

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке на товарную продукцию кобальта, никеля, марганца и меди. .

Изобретение относится к гидрометаллургии марганца и цветных металлов, в частности к области переработки подводных железомарганцевых руд. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к ферросплавному производству, а именно к выплавке низкофосфористого марганецсодержащего полупродукта - передельного марганцевого шлака, предназначенного для получения металлического марганца, богатого силикомарганца и низкофосфористого углеродистого ферромарганца.

Изобретение относится к области химии, в частности к химической технологии неорганических веществ, а именно к способам переработки марганцевых руд, железомарганцевых конкреций и отходов различных производств сернокислым методом и может быть использовано в производстве различных марганцевых продуктов.

Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при переработке карбонатных марганцевых руд, в частности, как метод обогащения карбонатных руд.

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Изобретение относится к области переработки оборотных продуктов, содержащих палладий в виде металлической, оксидной и металл-оксидной форм, и может быть использовано в производстве стабильных изотопов при переработке узлов камер улавливания магнитных сепараторов и в металлургии палладия при переработке руд и концентратов, содержащих окисленный и самородный палладий, и в технологии утилизации палладийсодержащих катализаторов, а также в аналитической и препаративной химии.

Изобретение относится к переработке руд цветных, благородных и радиоактивных металлов как с промышленным, так и с непромышленным содержанием металла. .
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способам их извлечения и концентрирования, и может быть использовано при переработке бедных технологических растворов и пульп, содержащих золото, серебро и металлы платиновой группы.

Изобретение относится к области технологии и химии, в частности к методам разделения и концентрирования. .

Изобретение относится к области гидрометаллургической переработки ураносодержащего сырья и может быть использовано при извлечении металлов из руд. .

Изобретение относится к совместному и селективному извлечению ионов тяжелых металлов из водных растворов глинистыми минералами ирлитом-1 и ирлитом-7 и может быть использовано в цветной, черной металлургии и для очистки промышленных сточных вод.

Изобретение относится к области ионообменной технологии извлечения урана из растворов и пульп, полученных в результате сернокислого выщелачивания урановых руд. .
Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано для десорбции рения. .
Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности к способам извлечения металлов из содержащего их материала сорбцией. .
Наверх