Способ извлечения ионов цинка из водного раствора
Изобретение относится к способу извлечения цинка (II) из водного раствора ионообменными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, при очистке промышленных и бытовых стоков, а также в сельском хозяйстве и медицине. Способ включает сорбцию ионов цинка (II) контактированием раствора с кожицей фасоли. При этом в качестве сорбента используют кожицу фасоли, предварительно обработанную в щелочном растворе, и сорбцию осуществляют при рН=5-6. Техническим результатом изобретения является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения Zn (II) из промышленных и бытовых стоков с использованием продуктов сельскохозяйственного производства. 1 табл.
Способ извлечения цинка (II) из водного раствора относится к области извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использован в цветной и черной металлургии, при очистке промышленных и бытовых стоков, а также в сельском хозяйстве и медицине.
Известны способы извлечения ионов цинка адсорбцией на анионобменных смолах [Р.Рипан, И.Четяну. Неорганическая химия, т.2. Химия металлов. Из-во «Мир», М., 1972. С.788].
Недостатком способа является высокая стоимость сорбентов.
Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов тяжелых металлов из раствора [RU 2004114538 A, C02F 1/28, опубл. 27.10.2005], включающий сорбцию ионов металла контактированием раствора с фасолью.
Недостатком способа является то, что неизвестны оптимальные условия сорбции ионов Zn (II) семенами фасоли и их составными частями.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения Zn (II) из промышленных и бытовых стоков с использованием продуктов сельскохозяйственного производства.
Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является улучшение кинетических характеристик процесса извлечения Zn (II) из водного раствора при одновременной высокой степени его извлечения, снижение расхода реагентов, экономичность процесса за счет использования отходов сельскохозяйственного производства.
Данный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ионов цинка (II) из раствора, включающем сорбцию ионов цинка (II) контактированием раствора с кожицей фасоли, в качестве сорбента используют кожицу фасоли, предварительно обработанную в щелочном растворе, и сорбцию осуществляют при рН=5-6.
Сущность способа поясняется данными таблицы, где даны результаты сорбции цинка (II) из водного раствора кожицей фасоли.
Примеры конкретного выполнения способа.
Для исследования использовали семена фасоли урожая 2007 г. Предварительно сорбент в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворах H2SO4 или NaOH, либо в дистиллированной воде.
Сорбцию цинка (II) осуществляли из 100 см3 исходного раствора ZnSO4, масса сорбента 1 г, температура комнатная.
Сорбцию проводили в статических условиях при непрерывном перемешивании, в процессе сорбции поддерживали заданное значение рН раствора непрерывной нейтрализацией раствора щелочью NaOH или кислотой H2SO4. Коррекцию величины рН до заданного значения осуществляли в пределах двух часов и через сутки от начала сорбции. Концентрацию иона металла определяли объемным методом.
Показатели сорбции даны в виде С, г/дм3 - концентрации иона Zn (II) - остаточной концентрации иона металла в данный момент времени от начала сорбции, рН - постоянной величины рН в процессе сорбции, СОЕ, мг/г, - сорбционной обменной емкости сорбента, в мг сорбата на 1 г сорбента, при достижении системой равновесия.
В таблице даны зависимости СОЕ кожицы фасоли от исходной концентрации иона Zn (II), величины рН раствора и времени сорбции.
| рН сорбции | Время сорбции, ч | Концентрация Zn (II), г/дм3 | СОЕ, мг/г | |
| исходная | остаточная | |||
| Кислая обработка сорбента | ||||
| 4 | 1 | 1,056 | 0,930 | 12,6 |
| 5 | 1 | 1,156 | 1,005 | 15,1 |
| 6 | 1 | 1,156 | 1,005 | 15,1 |
| Водная обработка сорбента | ||||
| 4 | 1 | 1,156 | 1,056 | 10,0 |
| 5 | 1 | 1,156 | 1,056 | 10,0 |
| 6 | 1 | 1,156 | 1,056 | 10,0 |
| Щелочная обработка сорбента | ||||
| 4 | 1 | 1,056 | 1,053 | 0,3 |
| 5 | 1 | 1,156 | 0,955 | 20,1 |
| 6 | 0,5 | 1,056 | 0,855 | 20,1 |
| 6 | 1 | 1,005 | 0,804 | 20,1 |
| 6 | 1,5 | 1,056 | 0,855 | 20,1 |
| 6 | 2 | 1,056 | 0,855 | 20,1 |
| 6 | 24 | 1,056 | 0,855 | 20,1 |
| 6 | 0,5 | 0,503 | 0,251 | 25,1 |
| 6 | 1 | 0,503 | 0,302 | 20,1 |
| 6 | 1,6 | 0,503 | 0,302 | 20,1 |
Из данных таблицы следует, что СОЕ кожицы фасоли зависит от предварительной обработки сорбента, величины рН раствора и слабо зависит от исходной концентрации раствора.
Исследованиями установлено, что СОЕ фасоли и семядолей на порядок ниже СОЕ кожицы фасоли.
По сравнению с прототипом показаны возможности быстрого и эффективного извлечения Zn (II) из промышленных и бытовых стоков с использованием продуктов сельскохозяйственного производства.
Способ извлечения ионов цинка (II) из водного раствора, включающий сорбцию ионов цинка (II) контактированием раствора с кожицей фасоли, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кожицу фасоли, предварительно обработанную в щелочном растворе, и сорбцию осуществляют при рН 5-6.
