Способ очистки растворов поваренной соли от примесей тяжелых металлов

 

Изобретение относится к области химической технологии очистки растворов поваренной соли от примесей тяжелых металлов, например мышьяка, меди и кадмия, и способствует повышению степени очистки при одновременном уменьшении количества коллектора. Согласно изобретению очистку растворов от примесей тяжелых металлов ведут путем их соосаждения на коллекторе гидроксида магния при воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью 1,7-3,5 Вт/см<SP POS="POST">2</SP> с частотой 22-44 кГц при рН 12-13 в течение 20-25 с. При этом степень очистки по мышьяку достигает 99,5%, по меди 99,5% и кадмию 99,0%. 7 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 (112 щ)> С 01 D 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423410/31-26 (22) 11.05.88 (46) 07 ° 12 90. Бюл. 1 45 (71) Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией (72) Ф.А.Чмиленко, В.Т.Чуйко, А.Н.Бакланов и Л.В.Бакланова (53) 661.426 (088.8) (56) Патент Франции и 2115855, кл. С 01 D 3/00, 1972. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ОТ ПРИМЕСЕЙ ТЯ)!<ЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к области

ИзоЬретение относится к химической технологии очистки растворов поварен,ной соли от примесей тяжелых металлов, например мышьяка, меди и кадмия, и может быть использовано в пищевой и химической. промышленности.

Цель изобретения - повышение степени очистки растворов при одновременном уменьшении количества коллектора °

Пример. В химический стакан емкостью 1500 мл помещают 140 г предварительно проанализированной поваренной соли, растворяют в бидистиллированной воде и разбавляют до 1000 мл. Приливают 1 ммоль хлорида магния марки х.ч. и раствор гидроксида натрия до рН 12. Подвергают раствор воздействию ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц, интенсивностью 3,5 Вт/см в течение 20 с.

Отделяют осадок от раствора Фильтро2 химической технологии очистки растворов поваренной соли от примесей тяжелых металлов, например мышьяка, меди и кадмия, и способствует повышению степени очистки при одновременном уменьшении количества коллектора.

Согласно изобретению очистку растворов от примесей тяжелых металлов ведут путем их соосаЖдения на коллекторе гидроксида магния при воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью 1,7-3,5 Вт/см2 с частотой 2244 кГц при рН 12-13 в течение 20-25 с.

При этом степень очистки по мышьяку достигает 99,54, по меди 99,5 ь и кадwe 99,04. 7 табл. ванием или центрифугированием и определяют содержание примесей металлов в осадке и в очищенном растворе.

Медь и кадмий определяют атомно-абсорЬционным методом в пламени ацетилен - воздух на спектрометре С-112, а мышьяк - спектроФотометрическим методом с диэтилдитиокарЬаминатом сереЬра.

В следующих примерах изменяют концентрацию поваренной соли (таЬл. 1) при воздействии ультразвуковых колеЬаний (таЬл. 2), при изменении частоты (табл. 3), интенсивности (табл.4) и времени воздействия (табл. 5) ультразвуковых колеЬаний, изменении рН раствора (табл. 6) и количества коллектора (табл. 7).

Использование гидроксида магния в качестве коллектора для соосаждения мышьяка, меди и кадмия обусловлено следующим. На гидроксиде магния

1611863

Таблица 1

Содержание поваренной соли,г/л

Предлагаемый способ

Известный способ

Степень очистки

Степень очистки, Содераание примеси, мкг

Содержание примеси, мкг

До 1После очистки очистки

До очистки очистки

Иыщьяк

Иыщ ьяк о,61

1,23

1,47.

l,72

1,96

2,21

2,46

64,5

51,0

40,8

34,2

22,1

17,3

104

99,5

99,5

99,0

99,0

91,0

85,0

79,0 о,ооЭ

0, ооб

0,014

0,017

0,176

0,332

0,516

0,93

l,23

1,47

l,72

1 96

2,21

2,46

0,217

0,607

0,878

1,132

1,527

1,828

2,204

1ZO

l8î гоо

Иедь

0,95

1,87

2,24

2,62

2 99

3,37

3,74

Медь о,94

1,87

2,24

2,62

2,90

3,37

3,б4

0,005

0,009

0,О»

0,026

0 ° 029

0,055

0,224

99,5

99,5

99,5

99,0

99,0

98,5

94,0

1го

16о

200

0,009

0,037

0,170 о,430 о,71z

1,308

1,556

99,0

98,1

92,4

Вl 3

76,г

6l,2

58,4

Кадмий

0,44

0,88

1,07

1,25

1,1.Z

1,60

1,78

Кадмий

0,44 о,88

1,о7

1,i5

1 42

1,6î

l,78 о,оо4 о,оо9 о,о» о,о18 о,ог1

0,032 о,о89 о,огб

0,062

0,153

0,234 о,381

0,597

0,904

94>1

92,9

85,7

81,z

71,4 бг,7

49,2

l4o

zoo

99,о

99,0

99,0

98,5

98,5

98,0

95,0

П р и и е ч а н и е. Представлены усредненные результаты шести опытов., Обьем очищаемого раствора поваренной соли 1000 мл. По предлагаемому способу введено: магния сернокислого

1 ммоль,гидроокиси натрия до рН 12> частота ультразвука 22 крц, интенсивность ультразвука 3 5 от/смз,время обработки 20 с, рН раствора 12. По известному способу введено: натрия сернокислого 1 ммоль,натрия углекислого 5 ммоль, магния хлористого 5 ммоль, гидроокиси натрия до рН »,Î; время взбалтывания 10 мин, > количественно (98Ф) соосаждаются данные микропримеси. Магний входит в качестве основной примеси в составе поваренной соли, следовательно уменьшается риск загрязнения очищаемого продукта примесями, содержащимися в вводимых реагентах.

Сравнительные данные с известным способом показывают, что соосаждение с гидроксидом магния ведут при рН ,10,8-11,0 и в этих условиях степень очистки по мышьяку не превышает 64,5:6.

Очистка от меди и кадмия возможна только при концентрации NaC1 до

100 г/л и не превышает по меди 98, а по кадмию 909;. По предлагаемому способу повышается степень соосаждения, а следовательно, и очистки до

99,5, 99,5 и 99,0/ соответственно.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ очистки растворов поваренной соли от примесей тяжелых металлов, включающий их соосаждение на коллекторе гидроксида магния с последующим отделением осадка от раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки растворов при одновременном уменьшении количества коллектора, соосаждение ведут при воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью 1,73,5 Вт/смг с частотой 22-44 кГц при рН 12-13 в течение 20-25 с.

Табли ца 2

1611863

Очистка растворов поваренной соли от мышьяка, меди и кадмия соосаждением на гидроокиси магния

С обработкой ультразвуком

Содержание мышьяка, мкг

Содержание кадмия, мкг

Содержание меди, мкг

После Стеочист- пень

До . После Стеочист- очист- пень, ки ки 4

После Стеочист- пень, До очистДо очистки ки ки ки

0,94 0,005 99,5

1,87 0,009 99,5

2,24 0,011 99,5

2,62 0,026 99,0

2,99 0 029 99,0

3,37 0,055 98,5

3,74 0,224 94,0

Продолжение табл. 2

Очистка растворов поваренной соли от мышьяка, меди и кадмия соосаждением на гидроокиси магния

Без обработки ультразвуком

Содержание мышьяка, мкг

Содержание меди, мкг

Содержание кадмия, мкг

После СтеДо После Стеочист- очист- пень, ки ки 4

После СтеДо очист очист- пень, ки очист- пень, ки Ф очистки ки

У

97,8 0,44 0,023 94,8

97,9 0,88 0,046 94,8

97,9 1,07 0,052 94,8

98,0 1,25 0,62 95,0

80,0 1,42 0,264 81,4

54,3 1,60 0,640 60,0

31,3 1,78 1,091 37,7

50 0,61 0,033 94,6 0,94

100 1 23 0 230 81 3 1 87

120 1,47 0,508 65,4 2,24

140 1,72 0,820 52,3 2,62

160 1,96 1,340 31,6 2,99

180 2,21 1,582 28,4 3,37

200, 2,46 2,118 13,9 3,74

П р и м е ч а н и е. Очистка с обработкой ультразвуком: объем раствора

1000 мл; количество коллектора гидроокиси магния

1 ммоль", частота ультразвука 22 кГц; интенсивность 3,5 Вт/см2; время обработки ультразвуком

20 с; рН раствора 12. Очистка без обработки ультразвуком: объем раствора 1000 Nlfl количество коллектора гидроокиси магния 3 ммоль; температура раствора 90 С; время перемешивания 10 мин; рН раствора 12. Представлены усредненные данные шести измерений.

Концентрация поваренной соли, г/л

200

Концентрация поваренной соли, г/л

0,61

1,23

1,47

1,72

1 96

2,21

2,46

0,003

0,006

0,014

0,017

0,019

0,022

0,025

99,5

99,5

99,0

99,0

91,0

3,37

79,0

0,020

0,039

0,047

0,052

0,598

1,540

2,569

0,44

0,88

1,07

1,25

1,42

1,60

1,78

0,004

0,009

0,011

0,018

0,021

0,032

0,039

99,0

99,0

99 0

98,5

98,5

98,0

95,0

Таблица

Чфстота ультра

Зф1!РКОВ1 1Х КОл бании, КГЦ

С епень

Содериа (И!е меди мк!

Содер!((ание кадМИЯ р МЭ(Г

Степень очистки > 3 очистКИр очист«-и р

До очист"До После очист" очист

КИ ки

После

Ао После очист очист ки КИ очист" ки

0,426

О, 108

0,030

0,032

0,030

0,.028 о,oz8

0,028

0,030 о,030

o,03о

0,030

0;030

0,030

0,200

Ор369

0 "- >4 р и и е ч а н и е. Представлены усреднении>е дан !ь(е иест(! о((ытов. Концентрация

1!1аС1 140 г/л; количество коллектора Гидроокиси магния 1 ммоль объем раствора 1000 ил; р ;1 ра(:творе iz; интенсивность ультраэв/ка 3,5 87,>>см; Для при! отселе!-!ия растВОроВ На!1 испОльзОван лргпаоат и-.. ч „FXiiR (."лект(рал-реоко анализа дважды п(аре((р(>ь-.! аллизованньр.

Интеисивиость ультра за ковь(х колебаиийр

07Усма

Габли

Степень одрерр(аи>ре ор(ис-, ". „:>>?, г>,. > !(!

Ки „с

Ао После

ОЧИСТ= О>- ИС7= ( (и и >>

Содеррр(ание

МрРр(ИЬЛ((а р Р(((Г

Содер>!:а!ние (c 0>lèÿ > ИКГ

С>елена

o>>!и,. р е(и, !>

До После

До После очист" очист

ОЧ>(С7" ОЧИСт ки р(и

П р и и е и а н и е, Количество:(олле((тор Гидрооки !. иагии>- i ииоль; р11 ра(,творе 12 1" коицеитрацил 11а61 (46 г>>л: растота ультразаур(а 22 р(Гц; объем раствора 1 000 мл. !1редрстаалеиь: 1>сред!!е!)щре даииие МсТ93 олр>)тое., Раствор хлористр>ГО натри>> ГоУове7 из ореларатоа ((аах(ифир(ацил х,.ч. для спектрального анализа д>аар((ды г>ерекристаллизоваииого.

18

24

26

28

32

34

36

38

42

44

1,1

1,4

1,7

2,0

2,3

2,6

2,9

3, 1

3,4

3,5

3, 8

4,1

1,oo о 284

2,00 О, 1.96

2,00 0,020

z,00 о,018

z,оо о,ozo

2,оо о,о16

Z,OO О,OZO

2,00 0,022

2,00 0,020

Z,0Î О,О22

2,00 0,018

2рOO 0,020

2>00 0,020

2,00 2,022

2,00 . 0,022 2,o0 0,398

2,00 6,372

2, 00 О 206

2,00 0,030

2,00 0,026

2,00 0,024

2 00 0>624

2,06 0,022

2,00 0,622

2,00 0,020

2,00 0,020

2,66 0,020

2,00 0,020

85,8

9о

99,0

99,1

99,0

99

99,0

98„9

99,0

98, 9

99,1

99,0

99,0

98,9

98,9

80.,1

81,ц

90,0

98,5

98,7

98,8 98 8

98,9

98„9

99,0 (;9

99,0

99,0

2,00

2>00

Z, O0

2,00 р 00

2,00

Z,00

2„00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

z,îo

2,00

2,00

2,00

2., ОО

2>ОО (>00

2 00

2,06

2,00

2,00

2,00

2,00

?,00 орi92

0>020

0,020

0>026

0>024

0,018

0>018

0>020

0,020

0,022

0,020

0,020

0>026

0,,.198

0,308

0.206

О ;".8

О, 636

0,026

0,026

0,024

0.024

О>020

0,020

0, 020

0,020

0,020

82

99,0

99,0

98,!

98,8

99,1

99,1

99,0

99,0

98 9

9с1 о

9с

98,7 оo

84,6 оQ О

93>1

98, 7

98>/

98,7

98,8

98,8

99,0

99„,0

99,0

9Я,О

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2>00

2,.00 р 00

2,00

2,00

2>00

2,00

2>00

2,0

2,0

2>00

2>ОО

2,00

2,60

2„00

2 00

2>00

2...00

2, 00

2,00

0,204

0,194

0,034

0,03"

0„032

0,032

0,032

0,032

0,636

0,030

0,030

0,030

89,8

90,1

98,3

98 3

98,4

98,4

98,4

98,4

98,, 98,S

98,5

98.S

78,7

89 >2

98,,S

98„4 о8 g

98,6

98,6

98,б

98,9

98,S

98Л

98,S

98,5

98,5

96,0

81,6

161186З

Таблица 5

Степень

Содержание мышьяка, мкг

Содержание меди, мкг

Содержание кадмия, мкг

Степень

Вреия воздействия, с

Степень очистки, 4 очист ки, Ф очистки, После очист ки

Ло После очист- очистки ки

До очистки

До После очист- очисткн ки

1,72

1,72

1,72

1,72

1,72

l,72

91,3 1,25

94,5 1,25

97,5 1,25

99,0 1,25

99,0 1,25

99,0 1,25

П р и и е ч а н и е. Представлены усредненные данные вести измерений. Количество коллектора гидроокиси. магния 1 ммоль; объем раствора 1000 мл; концентрация соли в пересчете íà 11аС1 140 г/л; частота ультразвука 22 кГц; интенсивность 3,5 Вт/смз: рН раствора 12.

Таблица 6

Степень

Содержание мышьяка, мкг

Степень очистки, рН раствора

Содержание меди, мкг

Степень очистки, Ф

Содержание кадмия, мкг очистки, %

До очист» ки

После очистки

До очист» ки

После очистки

До После очист очист» ки ки

1,72 0,043 2,62 0,044 98,3

1,72 0,017 2,62 0,026 99>0

1,72 0,015 2,62 0,024 99,1

1,72 0,015 2,62 0,026 99,0

1,72 0,048 2,62 0,086 96,7

l,72 0,235 2,62 1,147 94,4

11,5

12,0

12,5

13,0 !

3,5

14,0

П р и и е ч а н и е. Представлены усредненные данные шести измерений. Объем очищаемого раствора 1000 мг; содержание поваренной соли 140 г/л; введено хлорида магния 1 имоль; частота ультразвука 22 кГц; интенсивность

3,5 Вт/смз; вреия обработки 20 с.

Таблица 7

Очистка с наложением ультразвука

Количество коллектора, ммоль/л

Содержание Сте: пень

Содержание Стемеди, мкг ; пень

Содержание кадмия,мкг мышьякаумкг

ОЧИ стки, Очист» ки, После очистПосле очистДо очистки

До

ОЧИСТ»

До После

Очист- Очист ки ки ки.ки

88,9 2,00

99,4 2,00

99,5 2,00

99,5 2,00

99,5 2,00

99,5 2,00

99,5 2,00

90,) 2

99,4 2

99,4 2

99,4 2

99,5 2

99,5 2

99,5.,00 0,170 ,00 0,022 ,00 0,020 ,00 0,020 ,00 0,018 ,00 0,018 ,00 0,018

0,6

0,8

1,0 г,а

3,0

4,0

5,0

1О

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

0,423

0,170

О,! l0

0,017

0,017

0,017

0,222

0,012

0,010

0,010

0,010

0,010

0,010

75,4

90,1

93,6

99,0

99,0

98,9

97,5

99,0

99,!

99,1

95,2

86,3

Степень очист. ки, 2,62

2,62

2,62

2,62

2,62

2,62

0,228

O 144

0,055

0,026.

0,026

0,026

0,194

0,012

0,012

0,012

0,010

0,010

0,010

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

0,126

0,118

0,067

0,019

О, 019

0,019

0,128

0,019

0,019

0,020

0,123

0,202

89,9

90,5

94,6

98,5

98,5

98,5

89,7

98,5

98,5

98,4

90,1

83,8

91,5

98,9

99,0

99,0

99,1

99,1

99, 1.

1611863

Продолжение табл. 7

Очистка без наложения ультразвука

Количеств коллфктора, мерль/л

Содержа ние 1 ÑCтемышьяка,мкг пень

Сте1 пень очист"

Содержание кадмия,мкг

Содержание меди,мкг

Сте" пень очист ки, Ф очист" ки, ь

До После очист очист ки ки ки, Ф

После очист

Ао очистки

До очист

После очистки ки ки

1, П р и м е ч а н и е. Приведены усредненные данные вести измерений. Раствор хлористого натрия готовят из препарата классификации ! х.ч. для спектрального анализа дважды перекристаллизованного. Очистка с наложением ультразвука: концентрация 50 г/л; частота ультразвука 22 кГц; интенсивность 3,5 Вт/см2; объем раствора 1000 мл; рН раствора 12. Очистка без наложения ультразвука: концентрао ция 50 г/л; температура 90 С; время перемешивания

10 мин; рН раствора 12.

Составитель Т.Докшина

Редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык Корректор И.Шароши

З аказ 3809 Тираж 405 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

0,6

0,8.

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

2,00 1,226 38,7 2,00

2,00 0,908 54,6 2,00

2,00 0,020 89,8 2,00

2,00 0,172 91,4 2,00

2,00 0,108 94,6 2,00

2 00 0 106 94 7 2 00

2,00 О, 106 94,7 2,00

1,154

0,872

0,532

0,210

0,044

0,044

0,044

42,3

56,4

73,4

89,5

97,8

97,8

97,8

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

1,204

0,808

0,288

0,198

0,104

0,104

О, 104

39,8

59,6

85,6

91,0

94,8

94,8

94,8