СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ


RU (11) 2194019 (13) C2

(51) 7 C02F1/62, C02F1/62, C02F1:28, C02F103:16 

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

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

(21) Заявка: 2001100858/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.01.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.01.09 
(45) Опубликовано: 2002.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2070546 С1, 20.12.1996. RU 2121008 C1, 27.10.1998. US 4280925 A, 28.07.1981. US 5750026 А, 12.05.1998. US 5510034 А, 23.04.1996. JP 09-099238 В, 15.04.1997. СА 1154420 А, 27.09.1983. 
(71) Заявитель(и): Ивановский государственный химико-технологический университет (RU) 
(72) Автор(ы): Никифорова Т.Е. (RU); Багровская Н.А. (RU); Козлов В.А. (RU); Лилин С.А. (RU); НУОН Мунаром (KH) 
(73) Патентообладатель(и): Ивановский государственный химико-технологический университет (RU) 
Адрес для переписки: 153460, г.Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7, Ивановский государственный химико-технологический университет, патентный отдел 

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ 

Изобретение относится к способам выделения ионов меди сорбцией из водных и водно-органических растворов электролитов с помощью набухающих в воде целлюлозосодержащих полимеров, в частности к извлечению ионов меди из растворов индивидуальных и смешанных электролитов, и может быть использовано при регенерации вод промышленного происхождения, содержащих ионы меди и других металлов. Способ основан на выделении ионов меди с помощью недефицитных и относительно недорогих целлюлозных материалов. Выделение ионов меди из растворов электролитов проводят путем контактирования очищаемого раствора с набухающей в воде оксиэтилцеллюлозой, взятой в количестве 5-20 г/л, при этом контактирование осуществляют в течение 5-30 мин при комнатной температуре, а в очищаемый раствор предварительно вводят изопропиловый спирт в количестве 1,5-5 моль/л при поддержании рН 4-7. Способ обеспечивает сокращение времени проведения сорбционного процесса при установлении более низких остаточных концентраций ионов меди в растворе. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается выделения ионов меди сорбцией из водных и водно-органических растворов электролитов с помощью набухающих в воде целлюлозосодержащих полимеров, в частности извлечения ионов меди из растворов индивидуальных и смешанных электролитов. Изобретение может быть использовано при регенерации вод промышленного происхождения (рудная, гальваническая промышленность и др.), содержащих ионы меди и других металлов.

Известен способ извлечения ионов железа, меди, хрома, кобальта, марганца и никеля целлюлозой и ее производными (нитрат, ацетат целлюлозы и натрийкарбоксиметилцеллюлоза - NaKMЦ) [Огивара Е., Кубота X. Адсорбция ионов трехвалентного железа на производных целлюлозы /Сэньи Гоккаи С4 (Хобум). - 1984. - Т. 30. - 5-6. - С. 109-113]. Однако, как следует из данной работы, величина адсорбции железа 90,5 ммоль/10 г NaKMЦ достигается при модуле сорбент - раствор 80 за время 8 ч при 60oС, то есть требует нагревания водного раствора металлов и длительного времени контактирования производных целлюлозы с раствором, а значит и больших производственных площадей.

Известен способ извлечения ионов металлов из водных растворов с помощью водорастворимых полимеров [пат. Японии 57-45633, заявл. 08.12.73, 48-13995/7, опубл. 29.09.82, МКИ С 02 F 1/28, В 01 D 31/00. Тада Хисаси, Камада Кэнсукэ. Удаление ионов металлов из водных растворов путем добавления водорастворимых полимеров //Мицубиси рэйон к.к.]. Однако этот способ предполагает использование дорогих и дефицитных полимеров, таких как альгиновая и итаконовая кислоты и их соли, О-акрилоилтреонин, N-акрилоиллизин и др., а также требует проведения ультрафильтрации, что связано с применением сложного и дорогостоящего оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ извлечения ионов меди из водных растворов ее солей с помощью целлюлозных материалов: хлопкового волокна (ХВ), бамбуковой целлюлозы (БЦ), джутового волокна (ДВ) и древесных опилок (ОП), окрашенных реакционноспособными красителями типа монохлортриазина [Shukla S.R., Sakhardande V.D. Cupric ion removal by dyed cellulosic materials //J. Appl. Polym. Sci. - 1990. - V. 41. - 11-12. - Р. 2655-2663]. В результате применения таких сорбентов степень сорбции (извлечения) ионов меди достигала 84,3-97,6%, возрастая в ряду ХВ<ДВ<БЦ<ОП.oС в течение 1 ч. По завершении крашения целлюлозный материал удалялся из красильной ванны, тщательно промывался водой и высушивался на воздухе. Следует также отметить, что для сорбции ионов меди из водных растворов солей меди использовался окрашенный выше описанным способом целлюлозный материал при модуле раствор/сорбент 50 (то есть 20 г сорбента на 1 л раствора) и время сорбции составляло 2 ч, то есть было достаточно продолжительным. И наконец, авторы предлагают применять окрашенный сорбент для удаления ионов металлов из весьма концентрированных растворов их солей (1200-1300 мг/л). В результате при степени очистки ~97% остаточная концентрация ионов металлов в растворе намного превышает ПДК, составляя порядка 30-40 мг/л. Следовательно, данный метод должен использоваться в сочетании с методом тонкой очистки.

Задачей изобретения является создание способа выделения ионов Сu(II) из водных и водно-органических растворов солей меди, в том числе в присутствии солей других тяжелых металлов, с помощью недефицитных и относительно недорогих целлюлозных материалов, выпускаемых промышленностью крупнотоннажными партиями. Использование этих сорбентов позволяет избежать проведения длительных и трудоемких операций по подготовке сорбента и обработке его дорогими и дефицитными химическими реагентами, сократить время проведения сорбционного процесса и добиться установления более низких остаточных концентраций ионов меди в растворе.

Поставленная задача решена путем создания способа выделения ионов меди из водных и водно-органических растворов электролитов с помощью введения в очищаемый раствор набухающего полимерного материала оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ) в количестве 5-20 г/л (модуль 50-200) и контактирования полимера с раствором при перемешивании в течение 5-30 мин при комнатной температуре; причем для достижения большей полноты выделения ионов меди (более высоких степеней извлечения) в очищаемый раствор дополнительно вводят органический растворитель (изопропиловый спирт) в количестве 1,5-5 моль/л, а также регулируют рН раствора в интервале рН 4-7.

Пример 1.

5 г ОЭЦ заливали раствором электролита объемом 1 л (модуль 200), содержащим 10 мг/л ионов меди и 1,5 моль органического растворителя (изопропилового спирта) и имеющим рН 4, и выдерживали 5 мин при постоянном перемешивании и температуре 20oС. По истечении указанного времени раствор отделяли от полимера фильтрованием и в фильтрате определяли содержание ионов меди методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе "Сатурн". Концентрация ионов Cu(II) после контакта с полимером составила 0,3 мг/л; степень извлечения - 97%.

Пример 2.

10 г ОЭЦ заливали раствором электролита объемом 1 л (модуль 100), содержащим 10 мг/л ионов меди и 3 моль органического растворителя (изопропилового спирта) и имеющим рН 5,5, и выдерживали 15 мин при постоянном перемешивании и температуре 20oС. По истечении указанного времени раствор отделяли от полимера фильтрованием и в фильтрате определяли содержание ионов меди методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе "Сатурн". Концентрация ионов Cu(II) после контакта с полимером составила 0,1 мг/л; степень извлечения - 99%.

Пример 3.

20 г ОЭЦ заливали раствором электролита объемом 1 л (модуль 50), содержащим 10 мг/л ионов меди и 5 моль органического растворителя (изопропилового спирта) и имеющим рН 7, и выдерживали 30 мин при постоянном перемешивании и температуре 20oС. По истечении указанного времени раствор отделяли от полимера фильтрованием и в фильтрате определяли содержание ионов меди методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе "Сатурн". Концентрация ионов Cu(II) после контакта с полимером составила 0,2 мг/л; степень извлечения - 98%.

Результаты опытов представлены в таблице.

Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно эффективно извлекать ионы меди из водных и водно-органических растворов электролитов, при этом исключить длительные и трудоемкие операции по подготовке сорбента и обработке его дорогими и дефицитными химическими реагентами, сократить время проведения сорбционного процесса и достичь установления более низких остаточных концентраций ионов меди в растворе.

Метод прост в реализации и достаточно экономичен. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ выделения ионов меди из растворов электролитов путем контактирования очищаемого раствора с сорбентом на основе целлюлозы, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют набухающую в воде оксиэтилцеллюлозу в количестве 5-20 г/л, контактирование осуществляют в течение 5-30 мин при комнатной температуре, в очищаемый раствор предварительно вводят изопропиловый спирт в количестве 1,5-5 моль/л, а рН поддерживают в интервале 4-7.


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