Способ получения композиционного сорбента на основе сульфида свинца


 


Владельцы патента RU 2488439:

Мазитов Леонид Асхатович (RU)
Финатов Алексей Николаевич (RU)
Финатова Ирина Леонидовна (RU)

Изобретение относится к технологиям получения сорбентов для извлечения серебра из сточных вод и технологических растворов. Сорбент получают с использованием дисперсии фибриллированных целлюлозных волокон в качестве носителей сульфида свинца. Сульфид свинца осаждают сульфидом натрия в водной дисперсии, содержащей ацетат или нитрат свинца и упомянутые волокна. Получают сорбент, содержащий 50-300 мас.ч. сульфида свинца на 100 мас.ч. волокон. Изобретение обеспечивает получение сорбента, емкость которого составляет 300-675 мг серебра на 1 г сорбента. 3 пр.

 

Изобретение относится к технологиям получения сорбентов для извлечения серебра ионным обменом из сточных вод и технологических растворов.

Известен способ приготовления композиционного сорбента на основе сульфида свинца (SU, N1321681, C02F 1/58, опубл. 07.07.87), включающий приготовление инертных частиц носителя, в качестве которых берут просеянную стеклянную крошку диаметром 0,5-3,0 мм или стекловату, путем их обезжиривания с помощью хромовой смеси, отмывки содовым раствором и дистиллированной водой, приготовление растворов реагентов - едкого кали, ацетата свинца, содержащих серу тиомочевины или тиосемикарбазида, смешение частиц носителя в смесителе с этими растворами и водой с получением дисперсии частиц в реакционной смеси. В результате реакций в ней происходит химическое осаждение сульфида свинца с его одновременной механической иммобилизацией на поверхности частиц носителя с образованием дисперсии частиц композиционного сорбента. Далее сорбент отделяют от воды фильтрованием, промывают дистиллированной водой и высушивают. Частицы носителя покрыты пленкой сульфида свинца толщиной 30-50 нм. Удельная поверхность сорбента на стекловате более 1700 м2/г, а его емкость по серебру составляет 0,3 мг-экв/г (32,36 мг/г, или 3,24% в расчете на массу сорбента).

Этот способ получения сорбента на основе сульфида свинца можно считать близким аналогом предлагаемого способа.

В процессах извлечения серебра из воды известный сорбент используют в качестве загрузки в фильтрах колонного типа. В примере использования скорость обработки воды - 10 мл за 8,3 мин в расчете на 5 см3 объема сорбента с полным расходом его емкости.

Недостатками способа являются высокая сложность его реализации, большая длительность процесса, низкая удельная емкость получаемого сорбента по серебру, большая длительность процесса извлечения серебра из воды при использовании этого сорбента.

Новыми результатами при использовании предлагаемого способа являются упрощение процесса получения сорбента, повышение его емкости, обеспечение возможности обрабатывать воду сорбентом с высокой скоростью, равной, например, скорости образования потока подлежащей обработке воды.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе получения композиционного сорбента на основе сульфида свинца с использованием водной дисперсии инертных частиц в качестве носителей сульфида свинца, а также реагентов из ряда, включающего ацетат свинца и серусодержащий реагент, образующих при обработке в водной среде одного реагента другим химически осажденный сульфид свинца, включающем приготовление водных растворов реагентов, обработку раствора одного реагента раствором другого в присутствии в водной среде инертных частиц с образованием композиционного сорбента в виде частиц носителя с иммобилизованным на них сульфидом свинца, отделение их от водной среды, согласно изобретению, в качестве инертных частиц используют фибриллированные целлюлозные волокна, содержащие, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, ряд содержащих свинец веществ дополнительно включает нитрат свинца, в качестве серусодержащего реагента используют сульфид натрия, сульфид свинца при его химическом осаждении иммобилизуют на волокнах в виде мелкодисперсных частиц по сорбционному механизму, при этом сорбент получают с содержанием 50-300 мас.ч. сульфида свинца на 100 мас.ч. волокон. Отделение сорбента от жидкой фазы можно проводить методом напорной флотации.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят водную дисперсию фибриллированных целлюлозных волокон (ФЦВ), содержащих, в расчете на их массу, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с заданной концентрацией волокон в суспензии, например, в диапазоне 150-200 мг/дм3. Готовят также растворы ацетата или нитрата свинца и сульфида натрия. В проточный смеситель подают заданные количества дисперсии ФЦВ и раствора соли свинца и получают суспензию ФЦВ в растворе этой соли. Далее суспензию направляют в проточный реактор, в который подают также раствор Na2S в количестве, стехиометрически равном содержанию в суспензии свинца. В реакторе происходит реакция между ионами свинца и серы, в результате которой образуются мелкодисперсные нерастворимые в воде частицы PbS. Эти частицы в дисперсии под действием сил стяжения прочно иммобилизуются на целлюлозных волокнах, которые обладают высокой активностью к взаимодействию как с новообразованными частицами, так и друг с другом.

Суспензию далее подают в сатуратор, где ее под давлением, например, в 2 атм, насыщают воздухом и направляют в водораспределитель в камере флотатора. При выходе потока из распределителя давление снижается до нормального.

Благодаря высокой активности фибриллированные целлюлозные волокна с иммобилизованными на них частицами PbS способны при отсутствии перемешивания в 15-20 секунд образовывать флоккулы и хлопья. Структура и физические свойства волокон и этих образований способствуют удержанию в них пузырьков воздуха. Поэтому выделяющиеся из сатурированной воды при сбросе давления пузырьки воздуха хорошо флотируют флоккулы и быстро формирующиеся хлопья к поверхности воды во флотаторе.

Накапливающийся слой флотошлама, состоящего из частиц композиционного сорбента на основе сульфида свинца, выводят из флотатора и направляют в бак для хранения для последующего использования в процессах извлечения серебра из сточных вод или технологических потоков.

По этой технологии можно получать сорбент с содержанием сульфида свинца в нем в количестве, например, от 50 до 600 мас.ч. на 100 мас.ч. волокна. Величину этого соотношения при получении сорбента выбирают в соответствии с конкретными условиями его использования при обработке воды. Предпочтительный интервал величины соотношения (50-300):100.

Следующие примеры иллюстрируют предлагаемый способ.

Пример 1. Готовят водную дисперсию фибриллированных древесных целлюлозных волокон (ФЦВ), содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм с концентрацией 200 мг/дм3, раствор ацетата свинца с содержанием металла 86,6 мг/дм3, раствор Na2S с концентрацией 32,44 мг/дм3. Сначала смешивают дисперсию ФЦВ и раствор ацетата свинца и затем в смесь подают раствор Na2S при одинаковых объемных расходах дисперсии и растворов. В результате химических реакций в дисперсии образуются нерастворимые частицы PbS, которые иммобилизуются на ФЦВ с образованием композиционного сорбента. Получают, например, 3 дм3 суспензии сорбента с его содержанием 300 мг и концентрацией 100 мг/дм3 и массным соотношением PbS:ЦВ, равным 50:100. Суспензию сатурируют при давлении воздуха 2 атм, подают во флотатор, флотошлам с концентрацией сухих веществ, например, 3 г/дм3, отбирают и отводят в бак.

Пример 2. В отличие от условий по примеру 1 используют дисперсию ФЦВ, с концентрацией 150 мг/дм3, раствор Pb(NO3)2 с концентрацией свинца 390 мг/дм3, раствор Na2S с концентрацией 146,76 мг/дм3. Получают 3 дм3 суспензии сорбента с его содержанием 600 мг и концентрацией 200 мг/дм3 и массным соотношением PbS:ЦВ равном 300:100.

Пример 3. В отличие от условий по примеру 1 содержание свинца в растворе 260 мг/дм3, концентрация N2S 97,84 мг/дм3. Получают суспензию сорбента с концентрацией 166,6 мг/дм3 и соотношением PbS:ЦВ=175:100.

Сорбент можно использовать для извлечения серебра из сточных и технологических вод. В процессе извлечения серебра из воды сорбент подают в нее в виде флотошлама, который диспергируют с образованием водной суспензии с высокой степенью дисперсности его частиц. При этом используют важные достоинства предлагаемого сорбента. При диспергировании флотошлама в воде перемешиванием хлопья и флоккулы легко и полностью разрушаются. Однако при прекращении перемешивания флоккулы и хлопья с большой скоростью вновь формируются и легко флотируются. Это обеспечивает возможность использования сорбента в процессах извлечения серебра, включающих использование флотации.

Емкость сорбентов по примерам по отношению к ионам серебра равна 303, 751 и 540 мг на 1 г сорбента.

Способ получения композиционного сорбента, содержащего сульфид свинца на волокнах целлюлозного носителя, включающий смешивание раствора ацетата или нитрата свинца с раствором сульфида натрия в присутствии в водной дисперсии фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих в мас.% не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, осуществляемое для осаждения сульфида свинца и его иммобилизации в количестве 50-300 мас.ч. на 100 мас.ч. упомянутых волокон, последующее насыщение полученной суспензии воздухом под давлением и отделение сорбента напорной флотацией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и аппарату для получения сорбента, главным образом для удаления мышьяка из питьевой воды. .
Изобретение относится к области получения сорбционных и фильтрующих материалов для очистки воды, преимущественно, от марганца и железа. .

Изобретение относится к технологии получения углеродных сорбентов с антибактериальными свойствами на основе пористых углеродных адсорбентов и предназначено для применения в медицине и ветеринарии.
Изобретение относится к удалению проливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды или почвы, а также к очистке поверхностей от загрязнений нефтепродуктами. .

Изобретение относится к устройствам и установкам для очистки природных и сточных вод, а именно, к получению сорбента-катализатора для очистки природных и сточных вод на основе шунгита.

Изобретение относится к области сорбционных технологий. .
Изобретение относится к области прикладной экологии и может быть использовано для очистки сточных вод предприятий от фенолов, взвешенных и поверхностно-активных веществ, ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.
Изобретение относится к технологиям получения композиционных сорбентов, предназначенных для использования в процессах очистки сточных и природных вод от специфических загрязнителей.
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при безотходной очистке от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов водных и твердых поверхностей.

Изобретение относится к органической химии, а именно к новому производному тетраметилоксифенилкаликс[4]арена, способному сорбировать азо-красители из водных растворов.

Изобретение относится к способам получения гранулированных адсорбентов. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. .

Изобретение относится к технологии производства сорбентов для очистки водной поверхности и почвы от нефти и нефтепродуктов. .
Изобретение относится к способу получения гидрофобных адсорбентов из природных алюмосиликатов. .

Изобретение относится к магнитным сорбентам для очистки различных сред от нефти, масел и других углеводородов. .

Изобретение относится к способу очистки растительных масел и предназначено для использования в масложировой промышленности. .

Изобретение относится к способам получения адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. .
Наверх