Спосіб очистки води від іонів металів

Спосіб очистки води від іонів металів шляхом контактування з кремнійорганічним полімерним сорбентом при рН=3-9, який відрізняється тим, що використовується кремнійорганічний полімерний сорбент з ряду: поліметилсилоксан, силікополіметилсилоксан, силікополівінілсилоксан, алюмополіметилсилоксан, або їх до вільна суміш. В.Ш. (13) 40882 (11) UA йорганічним полімерним сорбентом при рН=3-9, в якому, відповідно до винаходу, ви користо вується кремнійорганічний полімерний сорбент з ряду: поліметилсилоксан, силікополіметилсилоксан, алюмополіметилсилоксан, силікополівінілсилоксан, або їх до вільна суміш. Використовува ли кремнійорганічні полімери, що синтезовані як описано: у патенті України на винахід № 23454 - поліметилсилоксан; у заявці на патент України на винахід № 941282283 від 18.11.94 - силікополіметилсилоксан; у заявці на патент України на винахід № 94117634 від 18.11.94 - алюмополіметилсилоксан; у авторефераті на здобуття ступеню кандидата хі мічних наук Л.І.Курінної «Формирование пористой структуры кремнийорганических и смешанных сорбентов»; К., 1973, с.30 - силікополівінілсилоксан. Структурно-сорбційні характе ристики сорбентів наведені в таблиці 1. Дослідження адсорбційної активності сорбентів проводилось у статичних умовах при кімнатній температурі розчинів з рН=1-9. Співвідношення фаз сорбент: розчин дорівнює 1 :(20¸30). Адсорбційна рівновага встановлювалась протягом 6-7 годин. Використо вува лись наважки сорбентів вагою 100 мг, які ретельно перемішувались з водним розчином металів. Ефективність сорбентів виз начали по рівню зниження радіоактивності розчину суміші ізотопів у порівнянні з рівнем радіоактивності до контактування розчину з сорбентом (вихідна активність). Для дослідження використовували розчин радіонуклідів, які були відібрані у приміщеннях 4-го енергоблоку ЧАЕС, які вміщува ли ізотопи: Cs 137, Се144, Eu 152 , Sr 85, Рu233. (19) Винахід відноситься до охорони навколишнього середовища, а са ме до обробки води - промислових та побутових сто ків, які забруднені іонами радіоактивних металів методом сорбції. Відомі способи добуван ня іонів металів із водних розчинів шляхом контактування з кремнійорганічними полімерними сорбентами. Наприклад, ві домий спосіб добуван ня іонів ртуті полігідридсилоксаном [«И.Б.Слинякова, Т.И.Де нисова» Кремнийорганические адсорбенты: Получе ние, свойства, применение.» Киев: Наукова думка, 1988,с.71-72]. Спосіб забезпечує повне добування ртуті з розчину концентрацією 20 г/л. Відомий спосіб добування срібла та деяких важких металів з водних розчинів контактуванням з кремнійорганічним сорбентом - полі(1-силсесквіоксанілметантіол) (ПММС) при рН=1-11 [«ДАН СССР, 1984, Т 275, №5, с. 1095-1098]. Спосіб був розроблений для концентрування іонів металів Ag, Fe, Ni,Cu,Co, Zn, Pu з низько концентрованих розчинів та не використовувався для добування з розчинів зі значною концентрацією іонів радіоактивних елементів. Відтворення відомого способу має значні труднощі через складність синтезу сорбенту П ММС та токсичність модифікатора (меркаптан). В основу ви находу поставлено задачу розробки способу очистки води від іонів металів шляхом контактування з кремнійорганічним полімерним сорбентом, який забезпечував би добування іонів токсичних та радіоактивних металів з висококонцентрованих розчинів шляхом використання кремнійорганічних полімерних сорбентів іншого складу. Задача вирішуєть ся способом очистки води від іонів металів шляхом контактування з кремні А ____________________ 40882 Вимірювання активності вихідних та рівноважних розчинів здійснювали на «Гамма-спектрометрі» та «Аль фа-спектрометрі». Ступінь сорбції розраховували відповідно до формули: Aв их – Арів н S= х100%, А рів н де: S - ступінь сорбції (%); Aвих - вихідна активність досліджуваного радіонукліду у розчині; Арівн - рівноважна активність досліджуваного радіонукліду у розчині. В таблиці 2 наведені результа ти визначення адсорбційної активності кремнійорганічних полімерних сорбентів по відношенню до радіоізотопів у розчині в залежності від зміни рН середовища. Наведені в табл. 2 дані свідчать про низьку сорбційну активність досліджених кремнійорганічних сорбентів, у сильно кислих се редовищах (рН=1) та її значне підвищення при зниженні кислотності розчину і подальше зростання у лужних розчинах (рН=9). Крім того, встановлено, що селективність дії сорбентів виз начається природою як адсорбенту так і радіонукліду. Наприклад, ПМС та СГ-ПМС проявляють більшу адсорбційну здатність до Се144, ПАМС - до Sr85, СГ-ПВС -до Еu152 . Аналіз наведених даних свідчить про різний рівень сорбційної активності досліджених адсорбентів, що створює можливість використання їх різних сумішей в залежності від конкретного завдання. В таблиці 3 наведені дані дослідження сорбційної активності однієї з сумішей при рН=9, з розчину, що описаний. Таблиця 1 № Назва полімеру п/п Позначення полімеру Ефективний радіус пор, нм Питома поверхня, м2/г ПМС 20 СГ-ПМС Об’єм пор, см3/г Поліметилсилоксан 2 передсорбційний, Vs макропори 150 3,0 2,0 1,0 2,5 410 1,3 1,1 0,2 ПАМС 2,3 450 0,5 0,5 – СГ-ПВС 1 сумарний VS 3,0 340 0,87 0,65 0,22 Силікополіметилсилоксан 3 Алюмополіме 4 Силікополівініл тилсилоксан силоксан Таблиця 2 Полімерний сорбент РН середовища Ступінь сорбції, (S%) Cs137 1 10,0 3,1 0,0 6,2 14,3 11,7 0,0 0,0 3,2 16,7 32,2 22,0 65,8 76,0 27,9 1 8,3 4,9 0,0 10,0 10,7 15,1 5,2 1,3 13,0 10,5 9 40,4 60,5 70,8 82,9 30,9 1 20,0 0,0 0,0 17,9 17,4 3 84,0 74,0 78,7 70,4 17,2 9 СГ-ПВС Рu233 3 ПАМС Се144 9 СГ-ПМС Еu152 3 ПМС Sr 85 92,2 98,6 87,5 81,0 34,0 1 17,7 9,3 6,4 8,5 11,7 3 11,7 34,4 91,6 10,6 13,5 9 76,7 92,6 95,0 31,7 52,9 2 40882 Таблиця 3 Суміш сорбентів у рівних частинах Ступінь coрбції,(S%) Cs137 Sr 85 Eu152 Се144 Pu233 89,1 98,0 91,6 76,5 46,7 ПМС +СГ-ПМС + ПАМС + + СГ-ПВС Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3