Спосіб одержання сорбенту для очищення води (варіанти)
Номер патенту: 98877
Опубліковано: 25.06.2012
Автори: Пшинко Галина Миколаївна, Косоруков Олександр Олександрович
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання сорбенту для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, який відрізняється тим, що як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O і останній обробляють етилендіамінтетраоцтовою кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см3/хв при температурі 85-100°С протягом 6-9 год.
2. Спосіб одержання сорбенту для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, який відрізняється тим, що як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O, останній попередньо термообробляють при температурі 430-500°С протягом 1-2 год., а потім обробляють етилендіамінтетраоцтовою кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см3/хв при температурі 4-25°С протягом 24-48 год.
Текст
Реферат: Винахід належить до області обробки води промислових та побутових стічних вод, зокрема, до обробки з використанням синтетичних органонеорганічних сорбентів, та може бути використаний для очистки поверхневих природних та стічних уранвмісних вод. Задача винаходу - спрощення способу одержання сорбенту шаруватого подвійного гідроксиду - ШПГ-Zn,Al-H2Y для очистки стічних вод від усіх форм урану(VІ). Запропоновано спосіб одержання сорбенту (варіант 1), який полягає в хімічній обробці гідроталькіту Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O етилендіамінтетраоцтовою кислотою (H2Y) в проточній декарбонізованій атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см /хв при температурі 85-100 °С протягом 6-9 год. В способі за варіантом 2 хімічній обробці піддають термооброблену при температурі 430-500 °С форму гідроталькіту, Zn4Al2O7, і хімічну обробку здійснюють H4Y в проточній декарбонізованій 3 атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см /хв при температурі 4-25 °С протягом 24-48 год. Реалізація заявленого способу дозволяє одержати монофазний ефективний сорбент, використання якого забезпечує високий ступінь очищення уранвмісних вод від усіх форм урану (VI) на рівні 97,5÷98,6 %. Це дуже важливо при очищенні великих об'ємів радіозабруднених вод. UA 98877 C2 (12) UA 98877 C2 UA 98877 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі обробки рідких радіоактивних відходів з використанням сорбентів, зокрема органонеорганічних, та може бути використаний для очистки поверхневих природних та стічних вод, забруднених токсичними важкими металами та радіонуклідамикомплексоутворювачами, наприклад, U(VI). Для очистки водних середовищ найчастіше застосовуються сорбційні методи з використанням як природних алюмосилікатів, які є економічно доцільними для очистки великих об'ємів поверхневих вод, так і синтетичних, які є більш ефективними. Основною перевагою природних сорбентів є те, що відпрацьовані сорбенти не регенеруються, а йдуть на захоронення після відповідної обробки і, що важливо, рідких радіоактивних регенераційних відходів при цьому не утворюється. Найпростіші сорбційні методи очистки води в статичних умовах базуються на використанні пиловидних (тонкодисперсних) природних сорбентів, таких як бентоніт, вермикуліт, клиноптилоліт та інші [Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. М.: Атомиздат, 1974-360 с., с. 91] [1]. Проте ці сорбенти не завжди задовольняють ефективності дезактивації водних середовищ, особливо для колоїдних та аніонних форм радіонуклідів. В таких випадках використовують синтетичні сорбенти, переважно неорганічні. Створення нових дешевих і ефективних сорбційних матеріалів на основі гідроксидів металів, що дозволяють за рахунок високих ємнісних і кінетичних характеристик здійснювати вилучення токсичних катіонних і аніонних форм металів, є надзвичайно важливим завданням, оскільки на сьогоднішній день найбільшою проблемою є покращення якості води щодо токсичних сполук металів. В цьому плані досить перспективними (завдяки теоретично високій аніонообмінній ємності ≈ 3 мг-екв/г) в процесах сорбційної очистки води є шаруваті подвійні гідроксиди (ІИПГ) [Park М., 2+ 2+ Chei C.L., Seo Y.J., Yeo S.K., Choi J., Komarneni S., Lee J.H. Reactions of Cu and Pb with Mg/Al layered double hydroxide // Applied clay Sci.-2007-V. 37. P. 143-148] [2]. З метою поліпшення сорбційних властивостей останнім часом як сорбенти пропонується використовувати органонеорганічні матеріали. До них відносяться ШПГ, які містять в міжшаровому просторі хелатоутворюючі органічні аніони. Так, відомі способи отримання сорбційних матеріалів функціоналізованими аніонами нітрилотриоцтової [Kaneyoshi M., Jones W. Formation of Mg/Al layered double hydroxides intercalated with nitrilotriacetate anions // J. Mater. Chem.-1999. - V.9. - P. 805-811] [3], етилендиамінтетраоцтової (H4Y) [Tarasov K.A., O'Hare D., Isupov V.P. Solid state chelation of metals ions by ethylenediaminetetraacetate intercalated in a layered double hydroxide // Inorg. Chem.-2003. - V. 42. - P. 1119-1127] [4], діетилентриамінпентаоцтової та мезо-2,3-дитіоянтарної 2+ 2+ 2+ кислот [Pavlovic І., Perez M.R., Barriga С., Ulibarri М.А. Adsorption of Cu , Cd and Pb ions by layered double hydroxides intercalated with chelating agents diethylenetriaminepentaacetate and meso-2,3-dimetcaptosuccinate // Applied Clay Sci.-2009. - V. 43. - P. 125-129] [5]. Ці сорбенти отримують іонним обміном аніонів синтетичного ШПГ (ШПГ-Zn, Al-NO3, ШПГ-Zn, Al-Cl) на аніонні форми вказаних хелатоутворюючих реагентів. Через високу селективність поглинання ШПГ до карбонат-іонів їх синтез необхідно проводити в атмосфері, що не містить СО2, використовувати декарбонізовану дистильовану воду. Крім того, процес одержання інтеркальованих вказаними хелатоутворюючими реагентами гідроталькітових сорбентів досить технічно складний за рахунок вимогливого підтримання умов процесу одержання. Основним недоліком вказаних способів одержання є використання при аніонному обміні нестійких на повітрі ШПГ (ШПГ-Zn, Al-NO3, ШПГ-Zn, Al-Cl), що приводить до погіршення якостей кінцевого продукту. Найбільш близьким аналогом до винаходу за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб одержання сорбенту - ШПГ Zn4Al2(OH)12·H2Y·nH2O [Perez M.R., Pavlovic L., 2+ 2+ 2+ Bamga C., Cornejo J., Hermosin M.C., Ulibarri M.A. Uptake of Cu , Cd and Pb on Zn-Al layered double hydroxide intercalated with edta // Applied Clay Sci.-2006. - V. 32. - P. 245-251] [6]. Суть способу полягає в наступному. Як вихідний матеріал використовують шаруватий подвійний гідроксид Zn2Al(OH)2·NO3·nH2O. Готують суспензію 0,01 М Zn2Al(OH)2·NO3·nH2O у 150 см дистильованої води. Хімічну обробку цієї суспензії здійснюють 0,015 М розчином натрієвої солі Nа2Н2Y при температурі 75 °C та одночасному пропусканні азоту. Значення рН під час 2синтезу підтримують рівним 5,5, щоб ліганд був переважно в формі [H 2Y] для отримання ШПГZn, Al-Н2Y. Для реалізації способу необхідно попередньо отримати ШПГ-Zn, Al-NO3. Для цього 3 200 см розчину, що містить 0,02 М Zn(NO3)2·6H2O та 0,01 М Аl(NО3)3·9Н2О, повільно при 3 інтенсивному перемішуванні прикапують до 200 см 1 М розчину NaNO3. Підтримують рН рівне 8. Для приготування розчинів використовують декарбонізовану дистильовану воду. В процесі співосадження крізь розчин барботують N2 для запобігання забруднення осаду гідроталькітоподібним продуктом. Отриманий осад фільтрують та відмивають від нітрат-іонів. 1 UA 98877 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з представленими даними в [6] спостерігається дуже швидка адсорбція катіонів міді, кадмію та свинцю на ШПГ-Zn, Al-H2Y. Форма адсорбційних ізотерм вказує на специфічну взаємодію адсорбенту з катіонами металів. При рН 5,5 та початковій концентрації іонів металів 3 10 ммоль/дм на сорбенті сорбується значна кількість міді, кадмію і свинцю - 1117,375 і 271 мкмоль/г, відповідно. Як показали наші дослідження при використанні відомого сорбенту в процесі очистки 3 уранвмісної води при концентрації урану 100 мкмоль/дм досягається високий ступінь очищення води на рівні 95-99 % при рН 9÷2, відповідно. Таким чином, основним недоліком способу [6] є складність технологічного процесу одержання сорбенту, а саме: - проведення процесу хімічної обробки ШПГ-Zn, Al-NO3 при строгому підтриманні величини рН на рівні 5,5; - необхідність одержання проміжного продукту ШПГ-Zn, Al-NO3 в декарбонізованих газових та водних середовищах. В основу винаходу поставлена задача удосконалити способи одержання сорбенту на основі синтетичного гідроталькіту шляхом використання вихідного матеріалу іншого хімічного складу і проведення хімічної обробки реагентом кислотної природи (варіант І) або додаткової термічної обробки вихідного матеріалу з наступною хімічною обробкою реагентом кислотної природи (варіант II), що призведе до спрощення технологічного процесу одержання сорбенту з високими сорбційними властивостями. Це досягається завдяки створенню умов хімічної обробки, яка забезпечує вузький інтервал концентрації водневих іонів (рН=4÷6), що не потребує регулювання рН процесу, а також за рахунок одержання стійкого проміжного продукту в атмосферних умовах. Для вирішення поставленої задачі запропоновано способи одержання сорбенту для очищення води. Варіант 1. Спосіб одержання сорбента для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, в якому, згідно з винаходом, як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·СО3·nН2О і останній обробляють етилендіамінтетраоцтовою кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу при об'ємній 3 швидкості 8-12 см /хв, температурі 90-100 °C протягом 6-9 год. Варіант 2. Спосіб одержання сорбента для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, в якому, згідно з винаходом, як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O, останній попередньо термообробляють при температурі 430-500 °C, а потім обробляють етилендіамінтетраоцтовою 3 кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу при об'ємній швидкості 8-12 см /хв, температурі 4-25 °C протягом 24-48 год. Нами встановлено, що при змішуванні лужного за своєю природою синтетичного гідроталькіту, ШПГ-Zn, Al-СО3 і його термообробленої форми з етилендіамінтетраоптовою кислотою (H4Y) та в процесі їх взаємодії рН змінюється в межах 4÷6. Це сприяє утворенню в 2реакційному середовищі [Н2Y] - аніонів, необхідних для отримання кінцевого продукту - ШПГZn, Al-H2Y. Таким чином, процес хімічної обробки не потребує підтримання величини рН. Слід відмітити, що при використанні ШПГ-Zn, Al-СО3 вугільна кислота, що утворюється при аніонному обміні у заявленому інтервалі температур 90-100 °C, руйнується з утворенням оксиду вуглецю, який легко видаляється з нагрітого реакційного середовища потоком газу, що пропускається, і приводить до отримання чистого кінцевого продукту (варіант 1). При змішуванні кислоти H 2Y з термообробленим ШПГ-Zn, Al-CO3 утворюється продукт Zn4Al2(OH)12(OH)2, в якому відбувається 2обмін гідроксильних іонів на [Н2Y] - аніони з утворенням чистого кінцевого органонеорганічного продукту - ШПГ-Zn, Al-H2Y (варіант 2). Запропонована спрощена технологія одержання сорбенту ШПГ-Zn, Al-H2Y з достатньо високими сорбційними властивостями дає можливість використовувати одержаний сорбент для очистки великих об'ємів забруднених вод, зокрема уранвмісних вод. Таким чином, сукупність суттєвих ознак способу отримання сорбенту для очистки води (Варіанти) є необхідною і достатньою для досягнення технічного результату, який забезпечується винаходом - спрощення технології за рахунок зменшення технологічних операцій та їх оптимізації при одержанні сорбенту з високими сорбційними властивостями. Спосіб одержання сорбенту реалізується наступним чином. Як вихідний матеріал використовували шаруватий подвійний гідроксид Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O - ШПГ-Zn, Al-CO3 (варіант 1) або попередньо термооброблену форму останнього - змішаний оксид Zn4Al2O7 (варіант 2). 2 UA 98877 C2 5 10 15 20 Хімічну обробку синтетичного гідроталькіту за 1-м варіантом здійснювали наступним чином: в колбу вводили синтетичний Zn-Al-гідроталькіт, етилендіамінтетраоцтову кислоту (H4Y) і воду. Суміш нагрівали до 90-100 °C і витримували при вказаній температурі протягом 6÷9 год. в 3 потоці азоту з об'ємною швидкістю 8-12 см /хв. Хімічну обробку змішаного оксиду, Zn4Al2O7, за 2-м варіантом здійснювали таким чином: в колбу вводили змішаний оксид, етилендіамінтетраоцтову кислоту (H 4Y) і декарбонізовану воду. Обробку суміші здійснювали при інтенсивному перемішуванні і барботуванні азоту з об'ємною 3 швидкістю 8-12 см /хв при температурі 4-25 °C протягом 24-48 год. Одержаний продукт (за варіантами 1, 2) відмивали від побічних продуктів реакції з використанням центрифуги, сушили при 70 °C протягом доби і подрібнювали. Порошок аналізували методом рентгенофазового аналізу. Аналіз показав, що кінцевий продукт не містив домішок і був однофазним. Одержані сорбенти використовували для очистки модельної води з концентрацією урану 3 (VI) 100 мкмоль/дм, вуглекислого натрію 10 ммоль/дм і рН=8. Сорбцію урану з водних середовищ проводили в статичних умовах сорбентами з фракцією ≤0,25 мм при дозі сорбентів 1 г/см і співвідношенні твердої та рідкої фази 1:1000. Воду із сорбентом безперервно перемішували, потім осад відокремлювали центрифугуванням і визначали концентрацію урану в очищеній воді. Вихідну та залишкову концентрації урану (VI) в очищеній воді визначали спектрофотометричним методом з арсеназо III на спектрофотометрі КФК-3-01 при λ=565 нм [Немодрук А.А. Взаимодействие шестивалентного урана с арсеназо III в сильнокислых растворах / Немодрук А.А., Глухова Л.П. // Журн. аналит. химии.-1963. - Т.43, № 1. - c. 93-98] [7]. Ступінь очистки (СО) %, розраховували за формулою: CO 25 30 35 40 45 50 55 C0 Cp 100 C0 , 3 де C0 - вихідна концентрація урану (VI) в воді, мкмоль/дм ; 3 Cp - концентрація урану (VI) в очищеній воді, мкмоль/дм . Для реалізації способу (варіанти) одержували вихідний ШПГ-Zn, Al-CO3. Для цього 3 попередньо було приготовлено два розчини по 1 дм : 1-ий, що містив 2 М NaOH і 1 М Nа2СО3, та 2-ий розчин, що містив 0,67 М ZnCl2 і 0,33 М АlСl3. Далі за допомогою перистальтичного 3 насоса 1-ий і 2-ий розчини добавляли в поліпропіленову колбу з 400 см дистильованої води зі 3 швидкістю 1 см /хв при інтенсивному переміщуванні. Колбу з реакційною сумішшю витримували протягом 12-14 год. при 80-85 °C в сушильній шафі, після чого осад одержаного гідроталькіту відокремлювали за допомогою центрифуги, промиваючи дистильованою водою до негативної реакції на Сl -іони, і висушували при 60 °C. Одержаний синтетичний гідроталькіт, ШПГ-Zn, АlСО3, було змелено в млині до розміру 100-200 мкм, і який було використано для реалізації способу (варіант 1). За варіантом 2 як вихідний матеріал використовували змішаний оксид Zn4Al2O7, одержаний шляхом термообробки ШПГ-Zn, Аl-СО3 в кварцевих тиглях при температурі 430-500 °C протягом 1-2 год. Проведені рентгенофазові дослідження показали, що як синтезований гідроталькіт, так і одержаний з нього змішаний оксид були однофазними [Thevenot F., Szymanski R., Chaumette P. Preparation and characterization of Al-rich Zn-Al hydrotalcite-like compounds // Clays clay miner.1989. - V. 37. - P. 396-402] [8], [Carriazo D., M. del Arco, Martin C, Rives V.A comparative study between chloride and calcined carbonate hydrotalcites as adsorbents for Cr(VI) // Applied clay Sci.2007. - V. 37. - P. 231-239] [9]. Як вихідні матеріали для реалізації способу використовували реактиви кваліфікації "чда": хлориди цинку та алюмінію, гідроксид натрію, карбонат натрію, етилендіамінтетраоцтову і азотну кислоти, арсеназо III, сечовину та спектрально чистий азот із балону. Рентгенофазовий аналіз одержаних проміжних та кінцевих продуктів здійснювали на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2.0 з фільтрованим кобальтовим випромінюванням. Приклади виконання за винаходом. Варіант 1. Приклад А. Як вихідний матеріал використовували ШПГ-Zn, Аl-СО3, одержаний згідно з технологією, описаною на стор. 5: в 3-х горлу колбу (0,5 л) вводили 3 г шаруватого подвійного гідроксиду Zn4Аl2(ОН)12·СО3·nН2О (ШПГ-Zn, Аl-СО3), добавляли 1,489 г етилендіамінтетраоцтової кислоти 3 (H4Y) і 200 см дистильованої води. Суміш нагрівали до 95 °C і витримували при вказаній температурі протягом 8 год. при барботуванні азоту з об'ємною швидкістю 10 см /хв. Одержаний продукт відмили з використанням центрифуги, сушили при температурі 70 °C протягом доби і подрібнили. Рентгенофазовий аналіз порошкоподібного матеріалу показав, що одержаний сорбент не містив домішок і був однофазним. 3 UA 98877 C2 3 5 Для визначення ефективності одержаного сорбенту беруть 50 см уранвмісного модельного 3 3 розчину з концентраціями урану (VI) 100 мкмоль/дм , карбонат-аніонів 0,5 ммоль/дм , іонною силою 0,05 (NaClO4) та рН середовища 7,0. У воду додавали наважку сорбенту масою 0,05 г фракцією ≤0,25 мм, співвідношенням твердої та рідкої фаз 1:1000, відповідно. Воду з сорбентом безперервно перемішували протягом 1 години, потім розчин центрифугували та визначали 3 концентрацію урану(VІ) в очищеній воді, яка становила 1,4 мкмоль/дм . Значення рН рівноважного розчину складало 7.2. Ступінь очистки досягав: CO 100 1 4 , 100 % 98,6 % (таблиця 1, приклад 2) 100 10 Таблиця 1 № п/п 1 2 3 Умови хімічної обробки гідроталькіту ШПГ-Zn, Al-CO3-H4Y Тривалість, Об'ємна швидкість Температура, °C 3 год. азоту, см /хв Варіант 1 За винаходом 85 9 12 95 8 10 100 6 8 Позамежні значення 4 12 95 5 10 6 20 9 5 15 80 100 6 6 30 35 Фазовий склад сорбенту Ступінь очистки, % ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y 98,5 98,6 97,5 ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 85,3 84,3 88,3 Варіант 2. Приклад В. Як вихідний матеріал використовували змішаний оксид Zn4Al2O7, який одержували прогріванням 3 г Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O при 450 °C протягом 1,5 год. в кварцовому тиглі. 3 В поліпропіленову колбу вводили 1,489 г H 4Y і добавляли 100 см декарбонізованої дистильованої води (прогрітої попередньо при температурі кипіння протягом 1 год.), а також 2,09 г синтетичного свіжеотриманого Zn4Al2O7. Колбу одразу ж закривали гумовою пробкою з 3 двома скляними трубками, через які пропускали азот з об'ємною швидкістю 12 см /хв. Суспензія інтенсивно переміщувалась на магнітній мішалці протягом 30 год. при температурі 20 °C. Після синтезу зразки відмивали декілька разів від побічних продуктів з використанням центрифуги. Проведені рентгенографічні дослідження вказали на те, що одержаний сорбент є однофазним. Аналогічно прикладу виконання 1 були проведені дослідження з очистки модельної води з сорбентом, одержаним за варіантом 2. Ступінь очистки досягав: CO 25 Показники 100 15 , 100 % 98,5 % 100 (таблиця 2, приклад 2). Аналогічно прикладу виконання А одержано сорбенти при різних температурах, тривалості синтезу та об'ємній швидкості пропускання азоту через реакційну суміш з наступним визначенням їх фазового складу та сорбційної здатності. Встановлено, що в області температур 85÷100 °C при тривалості синтезу протягом 6÷9 год. 3 та пропусканні азоту з об'ємною швидкістю 8÷12 см /хв. утворюється монофазний продукт [Zn4Al2(OH)12]·H2Y·nH2O з достатньо високими сорбційними властивостями: ступінь очищення складав 97,5-98,6 % (таблиця 1, приклади 1-3). При зменшенні температури, тривалості синтезу та об'ємної швидкості пропускання азоту 2через реакційну суміш не відбувається повного заміщення карбонат-іонів на аніони H2Y (етилендіамінтетраоцтової кислоти). При цьому спостерігається зниження сорбційних властивостей одержаних матеріалів до ступеню очистки 84,3-88,3 % (таблиця 1, приклади 4-6). Аналогічно прикладу виконання В були проведені дослідження фазового складу продуктів в залежності від умов отримання змішаного оксиду Zn4Al2O7, його хімічної обробки при різних температурах, тривалості синтезу та об'ємної швидкості пропускання азоту через реакційну суміш, а також їх сорбційних властивостей. 4 UA 98877 C2 5 Встановлено, що одержаний Zn4Al2O7 при 430÷500 °C протягом 2÷1 год., хімічній обробці 3 при 4÷25 °C протягом 24-48 год. і об'ємній швидкості пропускання азоту 8÷12 см /хв. утворюється монофазний продукт [Zn4Al2(OH)12]·H2Y·nH2O з достатньо високими сорбційними властивостями: ступінь очищення складав 98,3-98,5 % (таблиця 2, приклади 1-4). При зменшенні температури отримання Zn4Al2O7 до 400 °C не відбувається повного руйнування [Zn4Al2(OH)12]·CO3·nH2O - вихідного синтетичного гідроталькіту. При цьому спостерігається зниження сорбційних властивостей отриманих матеріалів до ступеню очистки 83,4 % (таблиця 2, приклад 5). Таблиця 2. № п/п 1 2 3 4 Умови одержання Zn4Al2O7 Умови хімічної обробки змішаного оксиду Zn4Al2O7 Об'ємна Час, Тривалість, Температура, °C Температура, °C швидкість год. год. азоту, см /хв Варіант 2 За винаходом 430 2 4 48 12 450 1,5 20 30 12 500 1 25 24 8 430 2 25 24 8 Позамежні значення 5 400 1 20 24 12 6 450 2 4 48 6 7 500 1 25 12 12 Показники Фазовий склад Ступінь сорбенту очистки, % ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 ШПГ-Zn, Al-H2Y, ШПГ-Zn, Al-CO3 98,5 98,5 98,3 98,4 83,4 87,2 78,6 10 15 20 25 30 35 40 При зниженні тривалості хімічної обробки до 12 год. (табл. 2, приклад 7), а також при 3 зменшенні об'ємної швидкості пропускання азоту до 6 см /хв. (табл. 2, приклад 6) одержані сорбенти забруднюються гідроталькітом ШПГ-Zn4Al2(OH)12]·CO3·nH2O, що призводить до зниження сорбційних властивостей отриманих матеріалів до ступеню очистки 78,6 та 87,2 % (таблиця 2, приклади 7,6), відповідно. Переваги запропонованих варіантів способу одержання сорбентів ШПГ-Zn, Al-H2Y для очистки водних середовищ від іонів токсичних металів-комплексоутворювачів, в порівнянні з відомим, полягають в наступному: 1. використання синтетичного гідроталькіту як вихідного матеріалу дає можливість одержувати монофазні сорбенти складу ШПГ-Zn, Al-H2Y з достатньо високими та стабільними властивостями при очищенні уранвмісних вод: ступінь очистки складає 97,5-98,6 %: - заявлені варіанти способу одержання сорбенту дозволяють технологічно спростити процес одержання високоефективного сорбенту; - відсутня необхідність регулювання рН в процесі хімічної обробки. Внаслідок малої розчинності H4Y Zn, Аl-гідроталькіту та Zn4Al2O7 в процесі синтезу рН змінюється в вузьких 2межах 4-6, що сприяє утворенню [Н2Y] -аніонів, які фіксуються в міжшаровому просторі утворених органонеорганічних продуктів, які є високоефективними сорбентами; можливість одержання проміжного продукту - синтетичного гідроталькіту - [Zn4Al2(OH)12]·CO3·nH2O в звичайних умовах, тобто, не потребують декарбонізованого газового та водного середовища; це дуже важливо при очищенні великих об'ємів радіозабруднених вод. 2. Запропонований спосіб одержання сорбенту простий в реалізації, не потребує значних витрат та складного дорогого обладнання для його отримання, відзначається технологічністю, стабільним отриманням сорбентів однакового монофазного складу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб одержання сорбенту для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, який відрізняється тим, що як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O і останній обробляють етилендіамінтетраоцтовою 5 UA 98877 C2 3 5 кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см /хв при температурі 85-100°С протягом 6-9 год. 2. Спосіб одержання сорбенту для очищення води на основі синтетичного гідроталькіту, що включає хімічну обробку вихідного матеріалу в декарбонізованій атмосфері газу з наступним відмиванням і сушінням, який відрізняється тим, що як вихідний матеріал використовують гідроталькіт формули Zn4Al2(OH)12·CO3·nH2O, останній попередньо термообробляють при температурі 430-500°С протягом 1-2 год., а потім обробляють етилендіамінтетраоцтовою 3 кислотою в проточній декарбонізованій атмосфері газу з об'ємною швидкістю 8-12 см /хв при температурі 4-25°С протягом 24-48 год. 10 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for preparation of sorbent for water purification (options)
Автори англійськоюKosorukov Oleksandr Oleksandrovych, Pshynko Halyna Mykolaivna
Назва патенту російськоюСпособ получения сорбента для очищения воды (варианты)
Автори російськоюКосоруков Александр Александрович, Пшинко Галина Николаевна
МПК / Мітки
Мітки: сорбенту, одержання, варіанти, води, очищення, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-98877-sposib-oderzhannya-sorbentu-dlya-ochishhennya-vodi-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання сорбенту для очищення води (варіанти)</a>
Попередній патент: Спосіб профілактики, лікування та реабілітації вертеброгенних порушень та пристрій для його реалізації
Наступний патент: Пристрій для закріплення рейки
Випадковий патент: Штам соматичних структур дереворуйнівного базидіоміцета pleurotus eryngii (dc.) quel. p-er - продуцент екзопродуктів перекисного окиснення ліпідів