Способ очистки бишофита

Изобретение относится к способу очистки раствора бишофита, который применяется в качестве лекарственного и бальнеологического средства, от техногенной примеси железа. Заявленный способ включает адсорбцию на оксиде магния с использованием окислителей, таких как пероксид магния в количестве 0,5-1 г/л или 30% раствор пероксида водорода в количестве 0,1-1 г/л, при этом стадию перемешивания осуществляют путем аэрации струей сжатого воздуха в течение 1-8 ч. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки от соединений железа, сокращение длительности процесса и упрощение его аппаратурного оформления. 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области химии и медицины, в частности к способам очистки бишофита, широко применяющегося в качестве самостоятельного лекарственного и бальнеологического средства, а также в качестве исходного сырья для получения разнообразных магнийсодержащих лекарственных веществ.

Минерал бишофит представляет собой гексагидрат магния хлорида формулы MgCl2×6Н2О, его месторождения обнаружены на обширных площадях Прикаспийской впадины и Приволжской моноклинали на глубинах 1000-2000 м. Промышленная добыча бишофита производится методом подземного высаливания, что позволяет извлекать 75-85%-ный рассол бишофита. Полученный рассол разбавляют водой, стандартизируют по плотности до значения 1,31-1,33 г/мл и получают 33-35%-ный водный раствор бишофита, соответствующий ВФС 42-2950-97. Указанный раствор бишофита разрешен Министерством здравоохранения РФ к медицинскому применению в качестве противовоспалительного средства [Приказ МЗ РФ №133 от 23.04.98]. На основе стандартизованного раствора бишофита Волгоградской фармацевтической фабрикой выпускается отечественное противовоспалительное и стимулирующее регенеративные процессы в слизистых оболочках лекарственное средство «Поликатан» [ВФС 42-2952-97; Пат. РФ №2053774 (1996), МКИ6 А61К 33/00. Спасов А.А., Темкин Э.С., Островский О.В., Скороходова Е.Н., Вдовина Г.П., Перевозчикова Г.Г., Герчиков Л.Н., Боровский Е.В., Ермаков В.А. Лекарственное средство, обладающее противовоспалительным и стимулирующим регенеративные процессы в слизистых оболочках действием], а также различные бальнеологические средства для лечения заболеваний опорно-двигательной системы [Бишофит в лечении заболеваний суставов / Под. ред. А.Б.Зборовского. - Сб. тез. докл. I Всероссийской конф. - Волгоград, 1993, 42 с.]. Кроме того, показана высокая эффективность применения бишофита и лекарственных средств на его основе в стоматологической практике, дерматологии, при воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей, сенсоневральной тугоухости, гипертонической болезни и ряде других заболеваний [Спасов А.А. Магний в медицинской практике. - Волгоград: Изд. ООО «Отрок», 2000. - 272 с.].

Однако наличие ряда естественных и техногенных примесей в растворе бишофита существенно ограничивает его медицинской применение. Разработанные лекарственные и бальнеологические средства на основе бишофита применяются только наружно в виде полосканий, ванн, компрессов, растворов для электрофореза, мазей, лениментов, паст или пластырей. Примеси, входящие в состав бишофита, включают соли сопутствующих щелочноземельных металлов (бериллий, кальций, барий), железа и тяжелых металлов [Спасов А.А., Оробинская Т.А., Смирнова Л.А. // Успехи физиол. наук. - 1997. - Т. 28. - Вып.2. - С.79-93]. Кроме того, железо является наиболее значительной техногенной примесью как продукт коррозии стальной арматуры скважин. В этой связи применение бишофита как основы для получения лекарственных средств, применяемых внутрь, без дополнительной глубокой очистки представляется невозможным. На основе бишофита, очищенного от техногенных примесей, в Волгоградском государственном медицинском университете разработаны и выпускаются бальнеологические средства нового поколения - раствор бишофита [ТУ 9318-004-01896777-2001] и мазь поликатана [ТУ 9318-001-01896777-2001] в качестве лечебных средств при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, в том числе воспалительных заболеваниях суставов, периферической нервной системы, мышц и кожи.

Наиболее технологичным и дешевым способом очистки водных растворов бишофита является адсорбция содержащихся в нем примесей на адсорбентах различной химической природы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу очистки является использование в качестве адсорбента магния оксида, в том числе получаемого из бишофита, уже прошедшего стадию такой очистки [Заявка №2001110293/14 от 16 апреля 2001 г. Способ очистки бишофита / Петров В.И., Спасов А.А., Озеров А.А., Петров В.В., Петрухин В.Д., Калашников И.В.]. Несмотря на очевидные преимущества метода очистки бишофита при помощи магния оксида согласно указанному способу удаление железа, частично содержащегося в двухвалентном состоянии, вызывает значительные затруднения, поскольку нейтральные и основные соли двухвалентного железа, в отличие от трехвалентного, трудно осаждаются из водных растворов. Это является причиной возникновения желтой окраски очищенных растворов бишофита при их хранении в течение срока годности вследствие медленного окисления остаточного не осажденного двухвалентного железа.

Целью предлагаемого изобретения является усовершенствование способа очистки раствора бишофита методом адсорбции.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности очистки бишофита магния оксидом за счет дополнительного использования окислителей - магния пероксида или водорода пероксида при интенсивной аэрации воздухом.

Несмотря на то, что магния оксид не является таким же эффективным адсорбентом, как алюминия оксид, силикагель, активированный уголь или цеолиты, его применение именно для очистки бишофита обеспечивает наиболее полное удаление примесей тяжелых металлов. Высокая эффективность очистки объясняется тем, что магния оксид вступает в химическое взаимодействие с водным раствором магния хлорида и образует высокодисперсный осадок магния хлорида основного:

Далее содержащиеся в бишофите растворимые соли трехвалентного железа реагируют с этим осадком и осаждаются на его поверхности в виде соответствующих нерастворимых основных солей, а часть магния хлорида основного снова превращается в магния хлорид:

Соли двухвалентного железа окисляются до трехвалентного состояния и также образуют нерастворимые основные соли:

Аналогичным образом происходит осаждение основных хлоридов тяжелых металлов - марганца, цинка, молибдена, кадмия и других. Необходимо также отметить, что при взаимодействии магния оксида с раствором бишофита в результате образования магния хлорида основного значительно повышается концентрация гидроксид-ионов в растворе, вследствие чего рН раствора повышается с 5,5-6,5 до 8,5-9,0, что соответствует увеличению концентрации гидроксид-ионов примерно в 1000 раз. Это в свою очередь способствует осаждению солей тяжелых металлов на поверхности используемого адсорбента.

Дополнительное использование окислителей фармакопейной квалификации - магния пероксида [ГФХ, с.381] или водорода пероксида [ОСТ 301-02-205-99] при интенсивном перемешивании очищаемого бишофита струей сжатого воздуха позволяет осуществить более полное удаление основной техногенной примеси -соединений железа, а также существенно сократить длительность процесса. Использованное количество окислителей 0,5-1 г/л для магния пероксида и 0,1-1 г/л для водорода пероксида обеспечивает решение целевой задачи - повышение эффективности очистки бишофита от соединений железа, и в то же время является безопасным при контакте очищенного бишофита с кожными покровами, слизистыми оболочками и органами зрения, поскольку максимально возможная конечная концентрация окислителя, в пересчете на водорода пероксид, не превышает 0,03%.

Для определения химического состава примесей в техническом (неочищенном) и очищенном бишофите был использован масс-спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой, исследования проводились на квадрупольном масс-спектрометре с ICP «Plasma-Quard» (Великобритания). Количественное содержание ионов магния и хлора определяли титриметрически. В Таблице 1 приведен количественный состав исходного технического бишофита, полученного из Городищенской скважины №6040 и стандартизированного по плотности (d204=1,331).

Таблица 1
Химический состав неочищенного бишофита
Элемент Содержание, мг/л Элемент Содержание, мг/л
1 Литий 1,0 37 Серебро * <0,009
2 Бериллий * <0,009 38 Кадмий * <0,01
3 Бор 88,2 39 Олово * <0,02
4 Натрий 992 40 Сурьма * <0,01
5 Магний 103,4 (г/л) 41 Теллур * <0,03
6 Алюминий * <0,4 42 Иод 3,1
7 Кремний * <6 43 Цезий * <0,01
8 Фосфор * <6 44 Барий 0,076
9 Сера 130 45 Лантан * <0,001
10 Хлор 301,9 (г/л) 46 Церий * <0,003
11 Калий 640 47 Празеодим * <0,001
12 Кальций 174 48 Неодим * <0,002
13 Скандий * <0,07 49 Самарий * <0,003
14 Титан * <0,2 50 Европий * <0,002
75 Ванадий 0,31 51 Гадолиний * <0,005
16 Хром * <0,3 52 Тербий * <0,001
17 Марганец 1,1 53 Диспрозий * <0,008
18 Железо 41,0 54 Гольмий * <0,002
19 Кобальт 0,13 55 Эрбий * <0,007
20 Никель * <0,2 56 Тулий * <0,001
21 Медь * <0,3 57 Иттербий * <0,002
22 Цинк 0,75 58 Лютеций * <0,001
23 Галлий * <0,02 59 Гафний * <0,002
24 Германий * <0,09 60 Тантал * <0,003
25 Мышьяк * <5 61 Вольфрам * <0,01
26 Селен * <4 62 Рений * <0,001
27 Бром 2935 63 Осмий * <0,002
28 Рубидий 0,37 64 Иридий * <0,001
29 Стронций 8,1 65 Платина * <0,002
30 Иттрий * <0,01 66 Золото * <0,001
31 Цирконий * <0,02 67 Ртуть * <0,01
32 Ниобий * <0,01 68 Таллий * <0,001
33 Молибден 0,29 69 Свинец * <0,02
34 Рутений * <0,02 70 Висмут * <0,003
35 Родий * <0,02 71 Торий * <0,001
36 Палладий * <0,02 72 Уран * <0,001

* Примечание: концентрация элемента ниже, чем в морской воде.

Как следует из данных таблицы 1, содержание большинства тяжелых и редкоземельных металлов не превышает таковую в морской воде, поэтому при дальнейших исследованиях концентрацию этих элементов не определяли. В качестве маркера, характеризующего степень очистки бишофита от техногенных примесей, было выбрано железо.

Пример. Общая методика очистки бишофита. К 1000 мл технического бишофита (n20D=1,4293, d204=1,331, рН 6,2), имеющего высокую мутность и выраженную желто-бурую окраску, добавляют 1-10 г магния оксида квалификации чда (ГОСТ 4526-75) и 0,5-1 г магния пероксида или 0,1-1 г водорода пероксида (30%), перемешивают при комнатной температуре в течение 1-8 ч путем барботирования сжатого воздуха при расходе около 2 л/мин, отстаивают в течение 1 ч, осадок отделяют декантацией, раствор дополнительно фильтруют через двойной бумажный фильтр (синяя или черная лента). Для коррекции рН добавляют 1-4 мл концентрированной соляной кислоты квалификации хч или чда (контроль рН потенциометрический) и получают 960-990 мл бесцветного и прозрачного бишофита, физико-химические и органолептические свойства которого соответствуют ВФС 42-2950-97.

В Таблице 2 представлены результаты анализа образцов исходного технического и очищенного бишофита с использованием различных окислителей и режимов очистки.

Таблица 2
Эффективность очистки технического бишофита методом адсорбции в присутствии окислителя
Окислитель К-во магния оксида, г/л К-во окислителя, г/л Длительность перемешивания, ч Содержание железа, мг/л
1 Исходный бишофит - - - 41,0
2 Без окислителя * 1 0 8 0,26
3 Без окислителя * 4 0 2 0,48
4 Без окислителя * 10 0 1 0,51
5 Магния пероксид 1 1 1 0,13
6 Магния пероксид 1 0,5 2 0,09
7 Водорода пероксид (30%) 1 0,1 8 0,17
8 Водорода пероксид (30%) 4 0,5 8 0,03
9 Водорода пероксид (30%) 4 1 2 0,08
10 Аэрация без окислителя 10 0 1 0,23
* Примечание: механическое перемешивание в ламинарном режиме

Как следует их данных Таблицы 2, использование для перемешивания реакционной массы струи сжатого воздуха вместо механической лопастной мешалки обеспечивает белее чем двухкратное уменьшение содержания остаточного железа при прочих равных условиях (примеры 4 и 10). Дополнительное введение окислителей - магния пероксида или водорода пероксида приводит к уменьшению содержания остаточного железа в 1,5-6 раз по сравнению с соответствующими режимами без окислителей. Таким образом, использование магния пероксида или водорода пероксида в количестве 0,1-1 г на 1 л исходного бишофита позволяет значительно повысить эффективность удаления соединений железа, а также сократить длительность очистки при существенном упрощении аппаратурного оформления процесса (реактор с барботером вместо реактора с механическим перемешивающим устройством).

Способ очистки раствора бишофита от техногенной примеси железа методом адсорбции на магния оксиде, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и сокращения длительности процесса, дополнительно используют магния пероксид в количестве 0,5-1 г/л или 30%-ный раствор водорода пероксида в количестве 0,1-1 г/л и перемешивание осуществляют путем аэрации струей сжатого воздуха в течение 1-8 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки бедных цинковых окисленных руд и концентратов с извлечением цинка, марганца, железа, свинца, серебра, кальция и двуокиси кремния.
Изобретение относится к способу извлечения золота, платины и палладия из солянокислых растворов. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке шихтовых материалов для выплавки чугуна и стали. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке шихтовых материалов для выплавки чугуна и стали. .

Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при обогащении марганцевых руд, в частности при переработке окисных марганцевых руд.

Изобретение относится к способу химического обогащения карбонатных марганцевых руд и может быть использовано при переработке обедненных марганцевых руд. .
Изобретение относится к извлечению молибдена и рения из сульфидных концентратов. .
Изобретение относится к области переработки отходов промышленного производства и может быть использовано для пирометаллургического получения черновой меди из вторичных материалов.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения оксида магния. .
Материал // 2437650

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для производства технического бишофита, который используют в строительстве, при обработке дорожных покрытий, а также в качестве источника магния.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для переработки гидроминерального сырья. .

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для переработки гидроминерального сырья. .
Изобретение относится к области получения оксидного порошка состава Pb(Mg1/3Ta2/3O3 ) со структурой типа перовскита и может быть использовано в изготовлении материалов для пьезотехники.

Изобретение относится к технике управления процессом растворения хлорида калия в концентрированном растворе хлорида магния и может быть использовано в процессе получения синтетического карналлита при его синтезе и кристаллизации на установках вакуум-кристаллизации.
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов хрома (III) и может быть использовано в электротехнической, приборостроительной, машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, где применяют соединения хрома для нанесения покрытий; в кожевенном производстве, имеющем хромсодержащие стоки, а также при решении проблем окружающей среды.
Изобретение относится к медицине, к физиотерапии и может быть использовано для профилактического и лечебного воздействия как на кожный покров человека, так и на его внутренние органы при лечении сопутствующих заболеваний.

Изобретение относится к способу очистки раствора бишофита, который применяется в качестве лекарственного и бальнеологического средства, от техногенной примеси железа

Наверх