Спосіб одержання адсорбенту на основі глинистої сировини

Изобретение относится к области очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и органических соединений сорбцией, а также может быть использован в машиностроительной, металлообрабатывающей, обогатительной отраслях промышленности. Известен способ получения адсорбента для очистки сточных вод на основе глинистого сырья, согласно которому монтмориллонит обрабатывают серной или соляной кислотой с добавлением фосфорной кислоты до соотношения в гидрогеле (0,7 1); нейтрализуют раствором аммиака. Полученный осадок промывают и суша т (А.с. СССР №1327956, кл. B01J20/12). Недостатком известного способа является то, что его реализация сопряжена с высокими затратами, связанными с работой на дорогостоящем кислотоупорном оборудовании и большим расходом реагентов. Наиболее близким к заявляемому является способ получения ионообменного материала путем термообработки смеси, состоящей из кремнеземсодержащего соединения и фосфорного ангидрида. Для повышения сорбционной емкости материала в качестве кремнеземсодержащего соединения используют диатомит, а термообработку ведут при (А.с. СССР №1162477, кл. B01J20/14). Недостатком известного способа получения ионообменного материала является его большая энергоемкость и большой расход реагентов для его осуществления. В основу изобретения была положена задача расширения сырьевой базы для получения адсорбента, что позволило бы уменьшить расход реагентов, энергии, упростить технологию при одновременном увеличении сорбционной емкости, а также расширить спектр адсорбируемых веществ. Одним из путей решения поставленной задачи является использование в качестве исходного материала глинистого сырья, подвергнутого гидротермальному активированию в присутствии соединений азота и фосфора с последующим обжигом. Такое выполнение способа дает возможность получить адсорбент с высокими рабочими характеристиками. В технологическом плане отличительной особенностью предлагаемого способа получения адсорбента на основе глинистого сырья является: гидротермальное активирование адсорбента проводят путем пропитки адсорбента в водном растворе соединений азота и фосфора, содержащем 10 - 20мг/л азота и 0,3 - 1,2мг/л фосфора, в течение 2 - 48ч с последующим обжигом при температуре 250 - 350°C в течение 0,5 - 2,0ч. Пример 1. Навески глины по 100г, измельченной до размеров 0,5 - 1,2мм, замачивают в растворах по 100мл с содержанием 0,8, 10, 15, 20, 22мг/л соответственно (в пересчете на азот). Сорбент выдерживают в течение 48ч и обжигают при температуре 250°C в течение 1ч. Емкость полученного адсорбента определялась по ГОСТ 20.255.2 - 48. Иониты, метод определения динамической обменной емкости. Результаты измерений приведены в табл.1. Пример 2. Сорбент готовят, как описано в примере 1. Измельченную глину замачивают в растворах с концентрациями 0; 0,2; 0,3; 0,7; 1,0; 1,2мг/л (в пересчете на фосфор). Результаты приведены в табл.2. Пример 3. Сорбент готовят, как описано в примерах 1, 2, Замачивание производят в растворе, содержащем 20мг/л (в пересчете на азот) и 1,0мг/л (в пересчете на фосфор), с выдержкой 1, 2, 25, 48, 49ч. Результаты показаны в табл.3. Пример 4. Сорбент готовят по примеру 3 с выдержкой 48 часов. Пробы обжигали при температурах 230, 250, 300, 350, 370°C соответственно. Данные приведены в табл.4. Кроме того, готовили адсорбент по способупрототипу. Соотношение поддерживали равным 1 : 1. Температура обжига 1000°C (табл.4). В табл.1 приведены данные, показывающие, что наибольшее значение адсорбционной емкости наблюдается при концентрациях соединений азота 10 - 20мг/л, дальнейшее повышение концентрации ведет к незначительному повышению емкости и перерасходу реагентов. Результаты табл.2 показывают, что оптимальные концентрации соединений фосфора равны 0,3 - 1,2мг/л. Данные табл.3 и 4 определяют оптимальные параметры режимов выдержки и обжига - 2 - 48 часов и 250 - 350°C. Сравнение с прототипом показывает, что заявляемый способ обладает существенными отличиями, а полученный адсорбент обладает повышенными адсорбционными свойствами, Таким образом, наиболее оптимальными параметрами приготовления адсорбента является то, что гидротермальное активирование проводят в растворе с концентрацией соединений азота и фосфора 10 - 20 и 0,3 - 1,2мг/л соответственно, выдержке сорбента в течение 2 - 48 часов и обжиге при температуре 250 - 350°C. Преимущества данного метода заключаются в простоте технологии, использовании низкокачественного сырья, минимальном расходе реактивов, небольшой температуре обжига и возможности адсорбции широкого спектра веществ (ионов тяжелых металлов, а также нефтепродуктов, ПАВ и др.). Способ осуществим в промышленном масштабе, так как для этого пригодно имеющееся стандартное оборудование.