Способ получения сорбента

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к получению сорбентов для извлечения из сточных и промышленных вод ионов тяжелых металлов, органических примесей и красителей. Способ заключается в обработке костры льна 10 12 М раствором серной килоты при весовом соотношении костра: серная кислота 1:5:6, температуре 150 -155 °С в течение 15 20 мин. 3 табл.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к получению сорбентов для извлечения из промышленных сточных вод ионов тяжелых металлов, органических примесей и красителей на основе дешевого исходного сырья.

Известны способы получения сорбентов на основе каменных и бурых углей обработкой их концентрированной серной кислотой или олеумом при температуре 100^оС и выше [1] Однако такие сорбенты имеют низкую обменную емкость и малую химическую стойкость и требуют большого количества серной кислоты.

Известен также способ получения сорбента, заключающийся в обработке горючего сланца (его малозольного концентрата) серной кислотой [2] Однако сорбент, полученный по данному способу обладает относительно низкой сорбционной емкостью.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента, основанный на обработке шлама-лигнина сульфатноцеллюлозного производства, содержащего добавки минеральных веществ, например, окиси алюминия в количестве 16,6-22,6% серной кислотой в весовом отношении к сухому веществу 7-9:1 при температуре 220-240^оС в течение 1,5-2 часов [3] Данный способ позволяет расширить сырьевую базу производства сорбентов, однако, он имеет следующие недостатки: введение дополнительных минеральных веществ (окись алюминия), сравнительно высокий расход серной кислоты, длительность процесса и его относительно высокая энергоемкость.

Цель изобретения создание дешевого сорбента, обладающего повышенной сорбционной емкостью при низких значениях рН, снижение энергозатрат и расхода реагентов и ускорение процесса.

Поставленная цель достигается за счет использования в качестве исходного сырья отходов переработки льна, обработки исходного сырья 10-12 М раствором серной кислоты при соотношении костра льна:серная кислота 1:5-6 в течение 15-20 мин при температуре 150-155^оС.

Технология способа заключается в следующем.

В качестве исходного материала по данному способу используют костру льна отходы производства льна (ежегодно образуется порядка 1 млн.т. костры льна).

Костру обрабатывают серной кислотой при нагревании.

Влияние параметров обработки (температуры, времени нагрева, концентрации серной кислоты, весового соотношения костра: серная кислота) на величину статической обменной емкости (СОЕ) по различным металлам представлены в табл. 1.

Как следует из экспериментальных данных максимальное значение СОЕ достигается при следующих условиях: CH₂SO₄ 10-12 M, температура 150-155^оС, весовое соотношение костра: H₂SO₄ 1:5-6, время обработки 15-20 мин.

Понижение температуры, сокращение времени обработки, уменьшение концентрации серной кислоты приводят к значительному снижению сорбционной емкости по металлу.

Состояние костры до обработки раствором серной кислоты (измельченная или неизмельченная) практически не оказывает влияния на сорбционную способность (статическую емкость).

Изучение ИК-спектров предполагаемого сорбента показало наличие в нем следующих функциональных групп: -C= -COOH, -COH, -C-SO₃H, т.е. при нагревании в растворах серной кислоты происходит не столько сульфирование полимерной природной матрицы, сколько ее кислотный гидролиз.

Данные по сорбции органических соединений, красителей и ионов тяжелых металлов предлагаемым сорбентом приведены в табл. 2.

Предлагаемый сорбент обладает также относительно высокой сорбционной емкостью по отношению к полихлорированным бифенилам, одним из высокотоксичных соединений, см. табл. 3.

Таким образом:
способ обработки костры льна по предлагаемой технологии является перспективным для получения сорбента, пригодного для извлечения токсичных компонентов, таких как тяжелые металлы, органические соединения, красители, полихлорированные бифенилы, ПАВ и т.д.

сорбенты, полученные по предлагаемому способу, не уступают по своим сорбционным характеристикам по отношению к нефтепродуктам, азот- и фосфорорганическим веществам таким сорбентам как активированные угли АГ, СКТ, БАУ, а по отношению к ионам тяжелых металлов (ртуть, кадмий, свинец, медь, хром) превосходят ряд синтетических ионообменников типа сульфоуглей КУ-2, АМ-2, АВ-17. Например, СОЕ по ртути доходит до 1 г. на 1 г сорбента.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА, включающий обработку сырья растительного происхождения серной кислотой, отличающийся тем, что в качестве сырья используют костру льна, а обработку ведут при концентрации серной кислоты 10 - 12 М, массовом соотношении костра льна: серная кислота 1 (5 6), температуре 150 155^oЦ в течение 15 20 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2