СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ХРОМА (VI) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ХРОМА (VI) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА


RU (11) 2110481 (13) C1

(51) 6 C02F1/28, C02F1/62, C02F1/76 

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

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

(21) Заявка: 96118201/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.09.10 
(45) Опубликовано: 1998.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Спирин Э.К. и др. Общие свойства ионообменных материалов, 1992, с. 153 - 154. 2. РЖХ 20 И 408, 1984, Przem Chem, 1983, 62, N 11, 628-631, 594, 595. 
(71) Заявитель(и): Воропанова Лидия Алексеевна 
(72) Автор(ы): Воропанова Л.А.; Гетоева Е.Ю.; Бекузарова С.А.; Зангиева Л.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Воропанова Лидия Алексеевна 

(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ХРОМА (VI) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА 

Способ касается извлечения хрома (VI) ионообменными материалами и может быть использован в цветной и ч рной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Целью изобретения является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа удаления хрома (VI) из промышленных и бытовых стоков с использованием дешевых материалов - продуктов сельского хозяйства. Это достигается тем, что в качестве адсорбента и/или восстановителя используют семена люцерны и/или клевера, удаление хрома (VI) осуществляют пои рН < 7 адсорбцией в интервале 2 рН 6 и/или восстановлением при рН < 3. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известен способ удаления хрома (VI) путем его адсорбции анионитом AB-178 (Спирин Э.К. и др. Общие свойства ионообменных материалов, - 1992, с. 153 - 154).

Недостатком способа является то, что из-за окислительно-восстановительного процесса происходит падение емкостных характеристик адсорбента. Часть хромат-ионов восстанавливается до трехвалентного состояния. В таком виде он сорбируется анионитом, образуя химические узлы в матрице полимера. При избирательной десорбции хрома (III) растворами сильных кислот наблюдается быстрое разрушение анионита независимо от исходной его ионной формы. По мере десорбции трехвалентного хрома анионит в кислой среде окисляется гораздо глубже, что и служит причиной разрыва главных скелетных цепей полимера. Замена хромата на бихромат сопровождается более сильной дегидратацией анионита и усилением окисления обменных групп. При высокой стоимости сорбентов практическое использование этого способа удаления хрома (VI) из водных растворов становится менее предпочтительным.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является удаление из воды соединений хрома (VI) активированным углем, в котором установлено, что при адсорбции хрома (VI) из питьевой воды, содержащей 50 - 500 мкг хрома (VI) на 1 л, на АУ с уменьшением pH с 6 до 3 адсорбционная способность АУ возрастает почти в 10 раз (РЖХ 20 и 408, 1984, Przem Chem., 1983, 62, N 11, 628 - 631, 594, 595).

Недостатком этого способа является то, что получены данные об адсорбции на АУ хрома (VI) из растворов с весьма малым содержанием хрома (VI), порядка 0,05 - 0,50 кг/л, в то время как в стоках гальванических и других производств содержание хрома (VI) может быть на два и более порядков выше, кроме того, показатели адсорбции даны только в зависимости от величины pH исходного раствора и не учитывалось изменение pH в процессе адсорбции, что влияет на результаты адсорбции.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа удаления хрома (VI) из промышленных и бытовых стоков с использованием дешевых материалов, продуктов сельскохозяйственного производства.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является улучшение кинетических характеристик процесса удаления хрома (VI) из водного раствора при одновременной высокой степени его извлечения, снижение расхода реагентов, экономичность процесса за счет использования отходов сельскохозяйственного производства.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе удаления хрома (VI) из раствора, включающем обработку раствора до оптимальной величины pH, контакт раствора и адсорбента, в качестве адсорбента и/или восстановителя используют семена люцерны и/или клевера, а удаление хрома (VI) из раствора осуществляют при pH < 7.

Восстановленный хром (III) может быть удален из раствора сорбцией на катионитах КУ-1, КУ-2, КРФ-5п, КФ-1, КФп-8 и т.п. или осаждением гидроксида хрома (III) нейтрализацией раствора щелочными реагентами.

Семена люцерны и/или клевера предварительно обрабатывают водой и слабым водным раствором электролита для ускорения взаимодействия между абсорбентом и адсорбатом.

На фиг.1 - 6 даны результаты удаления хрома (VI) из водного раствора семенами люцерны или клевера, где на фиг.1, 3 и 5 - для семян люцерны; на фиг. 2, 4 и 6 - для семян клевера; на фиг. 1 и 2 - семена заряжали противоионами насыщением из 0,1 н. раствора H2SO4 ( SO24- - форма); на фиг. 3 и 4 - семена выдерживали в дистиллированной воде (H2O - форма); на фиг. 5 и 6 - семена заряжали противоионами из 0,1 н. раствора NaOH (OH--форма);

Удаление хрома (VI) осуществляли из 200 дм3 исходного раствора K2Cr2O7 с концентрацией 120 мг/дм3 в расчете на CrO3.

Исходный раствор готовили растворением в воде соли K2Cr2O7 марки х.ч., концентрацию металла определяли на фотоколориметре КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром.

Показатели адсорбции представлены в виде C (в мг/дм3) в расчете на CrO3-концентрации общего хрома в данный момент времени от начала адсорбции, COE (в мг/дм3) - сорбционной обменной емкости ионита (в мг адсорбата на 1 г адсорбента) - семян люцерны или клевера.

Показатели окислительно-восстановительного процесса оценивали концентрациями в растворе хрома общего, окисленного и восстановленного в данный момент времени адсорбции.

На графиках фиг.1 - 6 обозначены концентрации (в мг/дм3) по CrO3:



Семена люцерны урожая 1989 г. и клевера урожая 1979 г. (вес сухих семян 2 г) заряжали противоионами.

Заданную величину pH в процессе адсорбции поддерживали постоянной нейтрализацией раствора кислотой H2SO4 или щелочью NaOH.

Через время 3, 24 и 48 ч осуществляли контроль концентрации хрома (общего, окисленного и восстановленного).

Пример 1. Из графиков, приведенных на фиг.1, следует, что хром (XI) удаляется из раствора семенами люцерны в SO24- -форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 3 pH 5, при pH 4 за 2 сут COE = 10,2 мг/г.

Через 1 сут адсорбции при pH 3 в растворе содержится только восстановленный хром (III).

Пример 2. Из графиков, приведенных на фиг.2, следует, что хром (XI) удаляется из раствора семенами клевера в SO24- -форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 3 pH 5, при pH 3 за 2 сут COE = 7,7 мг/г.

Через сутки адсорбции при pH < 3 в растворе содержится только восстановленный хром (II, III).

Пример 3. Из графиков, приведенных на фиг.3, следует, что хром (VI) удаляется из раствора семенами люцерны в H2O-форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 3 pH 4, при pH 4 за время двое суток COE = 9,3 мг/г.

Через 1 сут адсорбции при pH 3 в растворе содержится только восстановленный хром (II, III).

Пример 4. Из графиков, приведенных на фиг.4, следует, что хром (VI) удаляется из раствора семенами клевера в H2O-форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 2 pH 4, при pH 3 за 2 сут COE = 8,3 мг/г.

Через 1 сут адсорбции при pH 2 в растворе содержится только восстановленный хром (II, III).

Пример 5. Из графиков, приведенных на фиг.5, следует, что хром (VI) удаляется из раствора семенами люцерны в OH--форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 2 pH 4, при pH 3 за 2 сут COE = 6,3 мг/г.

Через сутки адсорбции при pH 1 в растворе содержится только восстановленный хром (II, III).

Пример 6. Из графиков, приведенных на фиг. 2, следует, что хром (VI) удаляется из раствора семенами клевера в OH--форме при pH < 7. Лучшие показатели адсорбции получены в интервале 2 pH 4, при pH 3 за 2 сут COE = 7,1 мг/г.

Через 1 сут адсорбции при pH 1 в растворе содержится только восстановленный хром (II, III).

Из сравнения данных, приведенных в примерах 1 - 6, можно сделать следующие выводы.

Удаление хрома (VI) из водного раствора с использованием семян люцерны и/или клевера осуществляется при pH < 7.

Хром (VI) адсорбируется семенами люцерны и/или клевера в интервале 2 pH 6.

Хром (VI) восстанавливается семенами люцерны и/или клевера при pH 1.

Семена люцерны лучше адсорбируют хром (VI), а смена клевера лучше восстанавливают хром (VI).

Способ зарядки семян сильнее влияет на адсорбцию люцерны и на восстановительные свойства клевера, влияние убывает в последовательности: SO24- , H2O, OH-.

Адсорбция и восстановление, по-видимому, наиболее интенсивно осуществляется кожицей семян клевера и люцерны.

Сорбционные свойства семян клевера и люцерны, вероятно, связаны с содержанием в семенах связанного азота.

Окислительно-восстановительные процессы между семенами и хромом (VI) тем интенсивнее, чем меньше величина pH и больше время контакта семян с раствором хрома (VI).

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет удалять хром (VI) из водных растворов из дешевых сорбентах (можно использовать отбракованные семена, не пригодные для сельскохозяйственного производства, что удешевляет процесс), с высокой степенью извлечения и с относительно большой скоростью.

Процесс экологически чист и эффективен. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ удаления хрома (VI) из водного раствора, включающий обработку раствора до оптимальной величины рН, контакт раствора и адсорбента, отличающийся тем, что в качестве адсорбента и/или восстановителя используют семена люцерны и/или клевера, а удаление хрома (VI) осуществляют при рН < 7.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что семена люцерны и/или клевера предварительно обрабатывают водой или слабым раствором электролита.


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