СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД И ОТРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД И ОТРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2209184 (13) C2

(51) 7 C02F1/42, C02F1/28, C01G5/00, C02F1/42, C02F101:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001122750/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.08.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.08.13 
(45) Опубликовано: 2003.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 4280925 А, 28.07.1981. RU 2043968 С1, 20.09.1995. RU 2154031 С1, 10.08.2000. US 5500126 А, 19.03.1996. US 5605632 А, 25.02.1997. FR 2666591 А1, 13.03.1992. JP 1092743 В, 12.04.1989. 
(71) Заявитель(и): Казанское открытое акционерное общество "Органический синтез" 
(72) Автор(ы): Юсупов Р.А.; Михайлов О.В.; Гафаров М.Р.; Сопин В.Ф.; Петров Ф.К.; Романов Н.В.; Кудряшов В.Н.; Черевин В.Ф.; Аглиев Ф.Ш.; Валеев Г.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Казанское открытое акционерное общество "Органический синтез" 
Адрес для переписки: 420051, г.Казань, ул. Беломорская, 1, Казанское ОАО "Органический синтез", ОПИР и НТИ, О.В.Куликовой 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД И ОТРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ 

Изобретение относится к области извлечения ионов металлов, в частности серебра, из сточных вод и технологических растворов посредством ионного обмена и может быть реализовано в различных отраслях промышленности. Более повышенное извлечение ионов серебра, а также возможность исключения использования свинца в технологическом процессе осуществляют путем пропускания этих растворов через инертный носитель с иммобилизованным в него сульфидом цинка. В качестве инертного носителя используют природный продукт - органический полисахарид агар-агар. В способе существенно увеличивается степень извлечения серебра из сточных вод и упрощается процесс извлечения серебра из отработанного сорбента. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Настоящее изобретение относится к области извлечения ионов металлов из сточных вод и технологических растворов посредством ионного обмена и может быть реализовано в различных отраслях промышленности, например в химической и нефтехимической.

Известен способ извлечения серебра из сточных вод и отработанных технологических растворов, предусматривающий пропускание их через сорбент с инертным носителем (стеклянной крошкой или стекловатой) с нанесенной на нем пленкой сульфида свинца толщиной 500-1500 нм (патент РФ 2154031, МКИ C 02 F 1/28, C 01 G 5/00, B 01 J 20/02, 1987). Недостатками данного способа являются: сложность процесса извлечения серебра из отработанного сорбента, длительность процесса сорбции, а также то, что при изготовлении используемого в нем сорбента приходится использовать весьма токсичные соединения свинца.

Наиболее близким к заявляемому нами объекту по совокупности признаков и достигаемому техническому результату является способ извлечения серебра из сточных вод и отработанных технологических растворов посредством их пропускания через сорбент, содержащий в качестве инертного носителя органический полимер - целлюлозу, а в качестве поглощающего вещества - сульфид цинка, ориентированный в виде отдельных агломератов на поверхности данного полимера (патент США 4280925). Недостатками данного способа являются сложность процесса извлечения серебра из отработанного сорбента (связанная с тем, что образующийся по окончании процесса сорбции сульфид серебра приходится смывать концентрированной азотной кислотой, что сопровождается образованием в той или иной степени весьма токсичных соединений - сероводорода, сернистого газа, диоксида азота), а также длительность процесса сорбции.

Целью данного изобретения является упрощение процесса извлечения серебра из отработанного сорбента и сокращение продолжительности процесса сорбции.

Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе извлечения серебра из сточных вод и отработанных технологических растворов путем их пропускания через сорбент, содержащий инертный носитель - органический полимер и поглощающее вещество - сульфид цинка, в качестве органического полимера используют полисахарид - агар-агар, а поглощающее вещество иммобилизуют в массиве указанного полисахарида. В результате имеет место существенное упрощение технологии извлечения серебра из сорбента (для чего достаточно лишь простого разрушения его полимерного связующего под воздействием горячей воды, после чего образовавшийся в результате сорбции сульфид серебра(I) легко удаляют в виде осадка, из которого элементное серебро извлекают посредством сплавления этого осадка с карбонатом натрия), значительное (более чем на порядок) сокращение продолжительности процесса сорбции из расчета на единицу массы сорбента и снижение той предельной концентрации ионов Ag(I) в содержащих его растворах, ниже которой их сорбция практически отсутствует.

Ранее способ извлечения серебра из сточных вод с вышеуказанной совокупностью признаков в литературе описан не был. В этой связи можно утверждать, что заявляемый нами объект обладает первым из декларируемых Патентным Законом Российской Федерации признаком изобретения - новизной. Знание же известных свойств способа-прототипа и характеристик вносимых в него изменений (а именно использование в качестве поглощающего материала вместо нанесенной на полимерный носитель тонкой пленки сульфида цинка иммобилизованный в агар-агаре сульфид этого же металла) не позволяет предсказать a priori положительного эффекта - сокращение продолжительности процесса сорбции из расчета на единицу массы сорбента, равно как и существенного упрощения процесса извлечения серебра из отработанного сорбента. Следовательно, сущность заявляемого нами технического решения не вытекает явным образом из известного на сегодняшний день в данной отрасли техники уровня, а это в свою очередь означает, что заявляемый объект соответствует также второму критериальному признаку изобретения - изобретательскому уровню. Изготовление агар-агаровых иммобилизованных систем, содержащих сульфид цинка(II), не представляет каких-либо серьезных технических затруднений, не требует для своей реализации каких-либо дорогих и дефицитных реагентов; сам же сорбент подобного рода может быть без проблем внедрен в широкое промышленное производство (что в настоящее время нами уже осуществляется). Сказанное позволяет нам с полной уверенностью констатировать, что заявляемому нами техническому решению присущ и третий, декларируемый Законом признак изобретения - промышленная применимость.

Заявляемый на предмет изобретения способ может быть проиллюстрирован на нижеуказанных примерах.

Пример 1 (приготовление сорбента)

Навеску 4,0 г сульфата цинка(II) гептагидрата растворяют в 50 мл дистиллированной воды, после чего вводят туда агар-агар, постоянно перемешивая получившуюся смесь до гомогенизации (т.е. до полного исчезновения в ней хлопьев вышеуказанного полисахарида), и нагревают ее до 100oС, в результате чего она приобретает гелеобразное состояние. Полученную нагретую смесь помещают далее в прибор, из которого она дозируется отдельными каплями в кювету с охлажденной до 0-15oС водой.

Образующиеся в результате агар-агаровые глобулы далее переносят в 250 мл 0,5%-ного водного раствора сульфида натрия и выдерживают в нем в течение 24 ч, меняя этот раствор каждые 6 ч. По завершении данной процедуры эти глобулы отделяют от вышеуказанного раствора, промывают проточной водой в течение 15-20 мин и высушивают при комнатной температуре. Полученный сорбент далее используют для извлечения ионов Ag(I) из различных растворов.

Пример 2

Порции сорбента по 1,0 г каждая, приготовленные по описанной в примере 1 технологии и содержащие по 0,10 г ZnS, помещают в емкости с растворами нитрата серебра(I) с концентрацией 1,010-5 моль/л, где выдерживают в течение определенных промежутков времени (различных для каждой порции) при температуре 20oС. По завершении каждого из таких промежутков соответствующую порцию сорбента извлекают из раствора сорбата, промывают дистиллированной водой и высушивают при комнатной температуре, после чего анализируют на содержание в них цинка и серебра методом рентгенофлуоресцентного анализа. На основании данных подобных анализов устанавливают степень конверсии за заранее определенный период времени (0,5 ч), а также тот период времени, по прошествии которого будет достигнута 99% степень конверсии ZnS-->Ag2S. Эти показатели для данного случая представлены в таблице.

Пример 3

Выполняют, как и пример 2, но указанные там порции сорбента помещают в емкости с растворами нитрата серебра(I) с концентрацией 1,010-4 моль/л.

Пример 4

Осуществляют по описанной в примере 2 технологии, но концентрацию нитрата серебра(I) в растворе сорбата устанавливают равной 1,010-3 моль/л.

Пример 5

Проводят с использованием изложенной в примере 2 технологии, но концентрацию нитрата серебра(I) в растворе сорбата устанавливают равной 1,010-2 моль/л.

Пример 6

Выполняют по общей схеме примера 4, но процесс сорбции ведут при температуре 40oС.

Пример 7

Выполняют по общей схеме примера 4, но процесс сорбции ведут при температуре 60oС.

Пример 8 (сравнительный, по аналогу (патент РФ 2154031))

На инертный носитель - просеянную стеклянную крошку диаметром 0,5-3,0 мм осаждают пленку сульфида свинца, для чего в колбу на 100 мл помещают 6,0 г стеклянной крошки, обезжиривают ее с помощью хромовой смеси и отмывают содовым раствором и дистиллированной водой. Далее в колбу наливают 4 мл 1М раствора гидроксида калия, 4 мл 0,2М раствора ацетата свинца(II), 2,7 мл 0,3М раствора тиомочевины и доводят объем содержащегося в ней раствора до 26,5 мл дистиллированной водой. Реакционную смесь с носителем выдерживают в течение 10 ч при 25oС, перемешивают, после чего сорбент отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и высушивают. Приготовленный подобным образом сорбент с толщиной металлосульфидной пленки 500 нм (в количестве, совпадающем по числу молей с количеством сульфида цинка в примере 2)) помещают в емкость, содержащую нитрат серебра(I) в той же концентрации, что и в примере 2. Дальнейшая процедура эксперимента совпадает с указанной в этом же примере.

Пример 9 (по прототипу (патент США 4280925))

На инертный носитель - целлюлозу в виде волокон осаждают сульфид цинка, для чего в колбу на 100 мл помещают 2,0 г целлюлозы, наливают в нее 50 мл 5% водного раствора сульфата цинка(II) и выдерживают в нем в течение 24 ч при температуре 25-30oС. После этого пропитанную сульфатом Zn(II) целлюлозу погружают в 250 мл 0,5%-ного водного раствора сульфида натрия и выдерживают в нем в течение 24 ч. По завершении данной процедуры целлюлозу с осажденным на ней сульфидом цинка отделяют от вышеуказанного раствора, промывают проточной водой в течение 15-20 мин и высушивают при комнатной температуре. Приготовленный подобным образом сорбент, содержащий ZnS в количестве 0,1 г (совпадающем по числу молей с количеством сульфида цинка в примере 2)) помещают в емкость, содержащую нитрат серебра(I) в той же концентрации, что и в примере 2. Дальнейшая процедура эксперимента совпадает с указанной в этом же примере.

Пример 10 (по прототипу)

Выполняют, как и пример 9, но указанные там порции сорбента помещают в емкости с растворами нитрата серебра(I) с концентрацией 1,010-4 моль/л.

Пример 11 (по прототипу)

Выполняют, как и пример 9, но указанные там порции сорбента помещают в емкости с растворами нитрата серебра(I) с концентрацией 1,010-3 моль/л.

Пример 12 (по прототипу)

Выполняют, как и пример 9, но указанные там порции сорбента помещают в емкости с растворами нитрата серебра(I) с концентрацией 1,010-2 моль/л

Степень конверсии за 0,5 час, а также тот период времени, по прошествии которого будет достигнута 99% степень конверсии ZnS-->Ag2S, для данного случая также представлены в таблице.

Как можно видеть из приведенных в таблице данных, заявляемый нами на предмет изобретения способ извлечения серебра из сточных вод и отработанных технологических растворов обладает явным преимуществом по степени конверсии за заданный короткий промежуток времени по сравнению как с прототипом (патент США 4280925), так и аналогом (патент РФ 2154031). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ извлечения серебра из сточных вод и отработанных технологических растворов путем их пропускания через сорбент, содержащий инертный носитель - органический полимер и поглощающее вещество - сульфид цинка, отличающийся тем, что в качестве органического полимера используют полисахарид - агар-агар, а поглощающее вещество иммобилизуют в массиве указанного полисахарида.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru