Способ извлечения пятивалентного мышьяка из водных растворов
Изобретение относится к очистке водных растворов от пятивалентного мышьяка сорбцией последнего на жидком полиамфолите АНКБ - 2 в железной форме с целью повышения его динамической обменной емкости по мышьяку и упрощения технологической схемы очистки водных растворов. Способ включает сорбцию пятивалентного мышьяка на полиамфолите АНКБ - 2 в железной форме, последующую его регенерацию с получением мышьяксодержащего десорбата, при этом перед сорбцией мышьяка полиамфолит АНКБ - 2 в железной форме обрабатываются раствором щелочи концентрацией 2 - 4 моль/л, а его регенерацию осуществляют раствором щелочи. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способам переработки мышьяксодержащих водных растворов, в частности к процессам переработки сточных вод металлургического производства и производства изделий микроэлектроники. Наиболее близким к предлагаемому является способ, предусматривающий сорбцию пятивалентного мышьяка полиамфолитом АНКБ в железной форме из растворов с рН 2 и последующую регенерацию смолы 1N соляной кислотой. Однако, как показывают экспериментальные данные, динамическая емкость полиамфолита АНКБ в железной форме в условиях подготовки смолы к работе невелика и составляет 
26 мг As/мл. см. При регенерации смолы 1N соляной кислотой получается кислый десорбат, требующий нейтрализации для выделения осадков железа и мышьяка. После регенерации АНКБ 1N соляной кислотой получается кислый десорбат, требующий нейтрализации для выделения осадков железа и мышьяка. После регенерации АНКБ 1N соляной кислотой смолу снова нужно переводить в железную форму промыванием раствора соли трехвалентного железа. Все это приводит к большому расходу реагентов и времени подготовки смолы к очередному циклу, а также усложнению аппаратурного оформления. Целью способа является повышение динамической емкости полиамфолита АНКБ-2 в железной форме, упрощение процессов регенерации смолы и переработки мышьяксодержащих десорбатов. Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе сорбция пятивалентного мышьяка полиамфолитом АНКБ-2 в железной форме осуществляется после обработки последнего раствором щелочи с концентрацией 2 - 4 М. Регенерация железной формы АНКБ-2 также осуществляется раствором щелочи, при этом десорбируется только мышьяк. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что перед сорбцией пятивалентного мышьяка полиамфолит АНКБ-2 в железной форме обрабатывается щелочью. Кроме того, десорбцию мышьяка также осуществляют раствором щелочи. Предлагаемый способ извлечения пятивалентного мышьяка из водных растворов реализован следующим образом. В колонну помещается 3 мл смолы АНКБ-2 в Н+Cl--форме. Смола промывается раствором сульфата или хлорида железа (III) для перевода смолы в железную форму, а затем водой. Далее через колонку пропускается 30 мл 2-4 М NaOH, затем вода до нейтральной реакции промывных вод. После этого осуществляется сорбция мышьяка. Снижение концентрации меньше 2 М приводит к уменьшению динамической емкости смолы по мышьяку, увеличение концентрации более 4 М приводит к большему расходу реагента и разрушению смолы. П р и м е р 1. На сорбцию подают раствор состава: As(V) в виде арсената 500 мг/л, [Cl]- 30г/л, рН 2. Условия проведения сорбции: объем смолы Fe-АНКБ-2 в колонне 3 мл, первоначальная обработка 1 М NaOH, температура 20оС, время контакта при сорбции 1 ч, объем раствора, пропущенного через колонну, 190 мл. При этом концентрация мышьяка в растворе после сорбции < 1 мг/л. Емкость смолы по мышьяку 31,6 мг/мл. П р и м е р 2. На сорбцию подают раствора состава: As(V) в виде арсената 500 мг/л, [Cl]- 30 г/л, рН 2. Условия проведения сорбции: объем смолы Fe - АНКБ-2 в колонне 3 мл, температура 20оС, первоначальная обработка 2,5 М NaOH, время контакта при сорбции 1 ч, объем раствора, пропущенного через смолу, 230 мл. При этом концентрация мышьяка в растворе после сорбции < 1 мг/л. Емкость смолы по мышьяку 38,3 мг/мл см. Условия проведения десорбции: состав десорбирующего раствора 4 M NaOH, объем десорбирующего раствора 10 колоночных объемов, время контакта 1 ч. Количество мышьяка, сорбированного 115 мг, количество мышьяка десорбированного 114 мг. Процент выделения мышьяка 99,2%. П р и м е р 3. На сорбцию подают раствор состава: AS(V) в виде арсената 500 мг/л, [Cl]- 30 г/л, рН 2. Условия проведения сорбции: объем смолы Fe-АНКБ-2 в колонне 3 мл, температура 20оС, первоначальная обработка 4 М NaOH, время контакта при сорбции 1 ч, объем раствора, пропущенного через смолу, 215 мл. При этом концентрация мышьяка в растворе после сорбции <1 мг/л. Емкость смолы по мышьяку 35,8 мг/мл см. Условия проведения десорбции: состав десорбирующего раствора 2 М NaOH, объем десорбирующего раствора 20 колоночных объемов, время контакта 1 ч, количество мышьяка сорбированного 107,5 мг, количество мышьяка десорбированного 106 мг. Процент выделения мышьяка 98,6%. После каждого цикла колонна промывается водой и после этого готова к повторному циклу. Предлагаемый способ очистки может быть реализован в любой технологической схеме очистки жидких мышьяксодержащих сточных вод. Использование предлагаемого способа очистки сточных вод от пятивалентного мышьяка по сравнению с существующим способом имеет следующие преимущества: при обработке АНКБ-2 в железной форме щелочью на 50% увеличивается динамическая обменная емкость смолы по мышьяку, что дает возможность извлекать мышьяк из большого объема водных растворов за один цикл; по предлагаемому способу не требуется перевода смолы в железную форму после каждого цикла сорбции и десорбции, что упрощает технологический процесс извлечения. (56) Авторское свидетельство СССР N 230796, кл. С 02 F 1/42, 1968.
Формула изобретения
1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЯТИВАЛЕНТНОГО МЫШЬЯКА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ, включающий сорбцию на ионообменном фильтре - полиамфолите АНКБ-2 в железной форме, последующую регенерацию фильтра с получением мышьяксодержащего десорбата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения мышьяка, перед сорбцией полиамфолит АНКБ-2 в железной форме обрабатывают щелочью с концентрацией 2 - 4 моль/л. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, регенерацию фильтра осуществляют раствором щелочи.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002
Извещение опубликовано: 10.04.2002
