СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2070546 (13) C1

(51) 6 C02F1/62, C02F1/28 

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

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

(21) Заявка: 93027094/26 
(22) Дата подачи заявки: 1993.05.18 
(45) Опубликовано: 1996.12.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1270625, кл. G 01 N 1/28, 1986. 2. Огивара Е., Кубота Х. Адсорбция ионов трехвалентного железа на производных целлюлозы./ В журнале Сэньи Гоккаи С4 (Хобум). 1984, т.30, N 5 и 6, с.109 - 113. 
(71) Заявитель(и): Никифорова Т.Е.; Багровская Н.А.; Лилин С.А.; Костров В.В. 
(72) Автор(ы): Никифорова Т.Е.; Багровская Н.А.; Лилин С.А.; Костров В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Лилин Сергей Анатольевич 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 

Использование: очистка сточных вод гальванических цехов и участков электрохимической обработки от ионов железа. Сущность изобретения: в раствор, содержащий смесь ионов железа и никеля, вводят при перемешивании полимерный материал на основе этилцеллюлозы или рулонной бумаги (незамещенная целлюлоза) в количестве 20 - 80 г/л. Изобретение может быть использовано для утилизации растворенного железа из сточных вод различных электрохимических производств, а также для совершенствования сорбционных и мембранных технологий. Раствор предварительно обрабатывают 25%-ным раствором пергидроля. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается выделения тяжелых металлов сорбцией из водных и водно-органических растворов электролитов на полимерных материалах, в частности извлечения ионов трехвалентного железа из солевых растворов различной природы (водных и водно-органических), получающихся после проведения различных технологических процессов (анодная обработка металлов и сплавов, гальваностегия и гальванопластика и др.).

Известны сорбционные методы извлечения железа и никеля из смеси тяжелых металлов, в частности известен способ извлечения тяжелых металлов путем сорбции на полимерном сорбенте (полистирол-метиленимино-4-нитро-6-сульфо-фенол). Сорбцию Fe и Cu проводят при pН 5,0 6,0; а Ni, Co, Mn и Zn при pН 9,5 10,0. Однако в данном способе не приводятся способы селективного выделения (разделения) Fe и Cu или Ni, Co, Mn и Zn. Кроме того, предлагаемый сорбент достаточно дефицитен [1]

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, т.е. прототипом, является способ извлечения ионов металлов из водных растворов железа (III), меди, хрома, кобальта, марганца и никеля целлюлозой и различными ее производными (азотнокислая и уксуснокислая целлюлоза и натрий карбоксиметилцеллюлоза) [2]

Однако, как следует из работы [2] величина адсорбции железа 90,5 ммоль/100 г КМЦ достигается в результате 80-кратного контактирования адсорбента с раствором, содержащим ионы железа. Кроме того, время, необходимое для достижения предельной сорбции образцом КМЦ ионов железа, составляет 8 часов, а оптимальная температура раствора равна 60oC.

Задачей изобретения является преимущественное извлечение ионов Fe (III) из смеси ионов Fe (II), Fe (III) и Ni (II), при этом значительно (более, чем в 40 раз) уменьшить число сорбционных циклов, сократить время процесса сорбции и проведение его при комнатной температуре.

Согласно предполагаемому изобретению, поставленная задача извлечения железа из водных и водно-спиртовых растворов электролитов достигается путем введения полимерного материала на основе этилцеллюлозы (ЭЦ) или рулонной бумаги (РБ) в очищаемый раствор при перемешивании в количестве 20 80 г/л, а отличительными особенностями являются: применение одной из специализированных марок этилцеллюлозы (ЭЦ-45), где 0,45 величина степени замещения.

Таким образом, у заявляемого технического решения появились свойства, не совпадающие со свойствами известных решений, а именно достижение практически полной селективности при выделении железа из отработанного электролита, содержащего смесь ионов Fe (III) и Ni (II), причем процесс сорбции протекает при комнатной температуре с одновременным сокращением времени достижения сорбционного равновесия.

Для достижения полноты выделения ионов железа из утилизируемого раствора (смеси ионов железа и никеля) необходимо предварительно определить, в виде каких ионов (Fe2+ и (или) Fe3+) находится железо в этом растворе. Это связано с тем, что предлагаемые сорбенты практически на 100% селективны в отношении Fe (III) (это видно при сравнении данных, приведенных в таблицах 2,3 и 5).

Определение общего содержания железа (Fe2+ и Fe3+) и отдельно только Fe3+ проводится с помощью сульфосалициловой кислоты по известной методике. Находящееся в утилизируемом растворе 2-валентное железо следует перевести в Fe3+ путем добавления в систему расчетного количества концентрированной перекиси водорода (пергидроля).

Опыты по извлечению Fe (III) из солесодержащего водно-спиртового раствора электролита проводили следующим образом: необходимое количество полимера заливалось соответствующим объемом раствора электролита; контактирование полимера с раствором продолжалось в течение 24 часов при непрерывном перемешивании и при отборе проб через 2 часа. Содержание Fe в утилизируемом растворе до и после опыта определяли на атомно-абсорбционном спектрометре типа "Сатурн".

Пример 1.

80 г РБ (рулонной бумаги) заливали раствором электролита объемом 1 л и выдерживали 4 часа при постоянном перемешивании при комнатной температуре, после чего раствор отделяли от полимера фильтрованием, а в фильтрате определяли содержание ионов железа и никеля методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометре "Сатурн". Первоначальная концентрация никеля и железа в электролите соответственно 925 мг/л и 700 мг/л, после контакта с полимером 925 мг/л и 385 мг/л.

Результат опыта приведен в таблице 2.

Пример 2.

20 г РБ заливали раствором электролита объемом 1 л и выдерживали 4 часа при постоянном перемешивании при комнатной температуре. Раствор отделяли от полимера фильтрованием и в фильтрате определяли содержание железа и никеля методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

Первоначальная концентрация никеля и железа в электролите соответственно 925 мг/л и 700 мг/л, после контакта с полимером 925 мг/л и 450 мг/л.

Результат опыта приведен в таблице 2.

Пример 3.

80 г этилцеллюлозы (ЭЦ-45) заливали раствором электролита объемом 1 л и выдерживали 4 часа при постоянном перемешивании при комнатной температуре. Раствор отделяли от полимера фильтрованием, и в фильтрате определяли содержание железа и никеля методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

Первоначальная концентрация никеля и железа в электролите соответственно 925 мг/л и 700 мг/л, после контакта с полимером 925 мг/л и 380 мг/л.

Результат опыта приведен в таблице 3.

Пример 4.

20 г этилцеллюлозы (ЭЦ-45) заливали раствором электролита объемом 1 л и выдерживали 4 часа при постоянном перемешивании при комнатной температуре. Раствор отделяли от полимера фильтрованием, и в фильтрате определяли содержание железа и никеля методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

Первоначальная концентрация никеля и железа в электролите соответственно 925 мг/л и 700 мг/л, после контакта с полимером 925 мг/л и 415 мг/л.

Результат опыта приведен в таблице 3.

Все опыты проводились с модельным электролитом состава:

FeCl36H2O 3,388 г/л, NiCl26H2O - 3,745 г/л, NaCl 12 г/л, изопропиловый спирт 100 г/л, остальное вода.

Невысокая эффективность исследуемых полимеров для выделения (сорбции) ионов Fe (II) из модельных растворов следует из данных, приведенных в таблице 4. Состав электролита с двухвалентным железом FeSO47H2O - 3,485 г/л, NiCl26H2O 3,745 г/л, NaCl 12 г/л, изопропиловый спирт 100 г/л, остальное вода.

Таким образом, из приведенных в таблицах 2 4 данных следует, что предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно: обеспечить селективную сорбцию ионов Fe (III) из исследуемых модельных растворов, увеличить степень извлечения ионов железа (III), а также уменьшить время проведения процесса сорбции.

Метод прост в реализации и достаточно экономичен. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ извлечения железа (III) из водных растворов путем контактирования очищаемого раствора с материалом на основе целлюлозы, отличающийся тем, что при очистке водно-спиртовых растворов последние предварительно обрабатывают 25% -ным раствором пергидроля, а в качестве материалов на основе целлюлозы используют этилцеллюлозу со степенью замещения 0,45 или измельченную рулонную бумагу, которые вводят в раствор при перемешивании в количестве 20 80 г/л.


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