СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ИЛИ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ИЛИ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2263718 (13) C1

(51) 7 C22B3/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - может прекратить свое действие 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.11.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004111067/02 
(22) Дата подачи заявки: 2004.04.12 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.04.12 
(45) Опубликовано: 2005.11.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2106415 C1, 10.03.1998. SU 254082 A, 06.08.1970. КОКОТОВ Ю.А. Иониты и ионный обмен. Ленинград, Химия, 1980, с.109-114. WO 02/077301 A1, 03.10.2002. US 3516822 A, 23.06.1970. US 4042665 А, 16.08.1977. 
(72) Имя изобретателя: Величко Л.Н. (RU); Рубановская С.Г. (RU); Козырев Е.Н. (RU); Цогоев В.Б. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ), патентный отдел, Т.А. Мешковой 

(54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ИЛИ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

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. Предложен способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием, в котором в качестве глинистосодержащих материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения ирлит-1 и/или ирлит-7 в количестве не более 5 г/дм3, при этом осуществляют селективное или совместное извлечение ионов тяжелых металлов при рН исходного раствора, равном 3-6,5, или с регулированием кислотно-основных характеристик раствора при рН 6,5-12. Обеспечивается повышение эффективности совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, снижение себестоимости процесса и уменьшение расхода реагентов. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к совместному или 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.

Известен способ сорбционного извлечения ионов металлов из растворов глинистыми минералами, включающий подготовку исходного раствора и сорбента, контакт раствора и сорбента, при этом подготовка исходного раствора включает создание кислотно-основных характеристик раствора, а подготовка сорбента - активирование в гидротермальных условиях 10%-ными растворами щелочи или кислоты при температуре 105-110°С. При этом расход бентонитовых глин составил 10-20 г/дм3 [см. Сборник трудов Водооборот, очистка промышленных сточных вод и эксплуатация хвостохранилищ. Алма-Ата, "Казмеханобр", с.91-97, 1983 г.].

Недостатками способа является большой расход сорбента и реагентов, а также извлечение ионов тяжелых металлов только из малоконцентрированных растворов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является очистка водных растворов от ионов тяжелых металлов бентонитовыми глинами, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием [см. патент РФ №2106415, МПК 7 С 22 В 3/44, 15/00, 19/00, опубл. 10.03.98 г.].

Недостатками прототипа являются извлечение ионов тяжелых металлов только из индивидуальных растворов и в большинстве случаев значительный расход реагентов за счет регулирования кислотно-основных характеристик исходного раствора и в процессе сорбции.

Задачей изобретения является совместное или селективное извлечение ионов тяжелых металлов из водных растворов, снижение себестоимости процесса за счет использования легкодоступного и дешевого сорбента и уменьшение расхода реагентов.

Технический результат, заключается в повышении эффективности совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов.

Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающем введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием, в качестве глинистосодержащих материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения, ирлит-1 и/или ирилит-7, в количестве не более 5 г/дм3, при этом осуществляют селективное или совместное извлечение ионов тяжелых металлов при рН исходного раствора, равном 3-6,5, или регулированием кислотно-основных характеристик раствора при рН 6,5-12.

Данный способ позволит повысить эффективность совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из растворов, исключить или уменьшить расход реагентов и использовать более доступные и дешевые сорбенты. 

Сущность способа поясняется таблицей 1, в которой представлены результаты совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов смеси их солей.

Для приготовления исходных растворов использовали соли марки хч. В качестве сорбента использовали ирлит-1 или ирлит-7. Результаты извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, приведенные в таблице 1, представлены: значениями рН исходных растворов и рН регулирования, коэффициентом распределения К, определяемым как отношение металла в сорбенте и в водной фазах, коэффициентом разделения между металлами Кd и извлечением Р.

Извлечение осуществляли из водных сернокислых растворов систем Cu(II)-Zn(II), Cu(II)-Co(II) и азотнокислых растворов систем Pb(II)-Cu(II), Cu(II)-Pb(II)-Fe(III). 

Извлечение катионов металлов при рН<3,0 не происходит, а при рН>12,0 протекает только совместное их извлечение.

Введение глины ирлит-1 или ирлита-7 в количестве более 5 г/дм 3 экономически не целесообразно.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Для селективного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при рН исходного раствора (без регулирования).

В исходный раствор, содержащий сульфат меди (II) и сульфат кобальта (II) с концентрацией 0,148 г/дм3 по иону меди (II) и 0,279 г/дм3 по иону кобальта (II), при рН=4,83 вводили 5,0 г/дм3 ирлита-1, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu =0,0001 г/дм3, коэффициент распределения К=5,9·10 4, извлечение Р=99,9% и кобальта (II) СCo =0,256 г/дм3, коэффициент распределения К=3,6, извлечение Р=8,2%. Коэффициент разделения меди и цинка: KdCu/Zn =1,6·104.

Пример 2. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при рН исходного раствора.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) и железа (III) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II), и 0,054 по иону свинца (II) и 0,036 г/дм 3 по иону железа (III), при рН=3,25 вводили 1,5 г/дм 3 ирлита-1, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,008 г/дм3, коэффициент распределения К=1313,4, извлечение Р=90,4%, свинца (II) СPb=0,004 г/дм3, коэффициент распределения К=1662,5, извлечение Р=92,6%, СFe=0,0005 г/дм3, коэффициент распределения К=9443,0, извлечение Р=98,6%.

Пример 3. Для селективного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при регулировании рН раствора.

В исходный раствор, содержащий сульфат меди (II) и сульфат цинка (II) с концентрацией 0,792 г/дм3 по иону меди (II) и 0,028 по иону цинка (II), при рН=4,8 вводили 1,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,2, и осуществляли перемешивание. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) СCu=0,00001 г/дм3, коэффициент распределения К=1,1·107, извлечение Р=99,9% и цинка (II) CZn=0,012 г/дм3, коэффициент распределения К=177,3, извлечение Р=57,1%. Коэффициент разделения меди и цинка: KdCu/Zn=5,9·104.

Пример 4. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при регулировании рН раствора.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II), и 0,054 по иону свинца (II), при рН=5,45 вводили 0,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,9, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,0004 г/дм3, коэффициент распределения К=8,6·104, извлечение Р=99,5%, свинца (II) С Pb=0,006 г/дм3, коэффициент распределения К=3200,0, извлечение Р=88,9%.

Пример 5. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-7 при регулировании рН раствора.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II) и 0,054 по иону свинца (II), при рН=5,45 вводили 1,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,9, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,0001 г/дм3, коэффициент распределения К=1,2·10 5, извлечение Р=99,9%, свинца (II) СPb=0,005 г/дм3, коэффициент распределения К=1303,4, извлечение Р=90,7%.

Использование способа позволяет исключить расход реагента, расширить область рН селективного извлечения и сократить время процесса.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит повысить эффективность совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов растворов, исключить или уменьшить расход реагентов и использовать более доступные и дешевые сорбенты.








ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве глинистосодержащих материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения ирлит-1 и/или ирлит-7 в количестве не более 5 г/дм3, при этом осуществляют селективное или совместное извлечение ионов тяжелых металлов при рН исходного раствора, равном 3-6,5, или с регулированием кислотно-основных характеристик раствора при рН 6,5-12.





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
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






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 страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

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: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru