Способ получения сорбента для радионуклидов и токсичных металлов

31/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ РАДИОНУКЛИДОВ И ТОКСИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ(71) Заявители Институт общей и неорганической химии Академии наук Беларуси,Борисовский мясокомбинат(73) Патентообладатели Институт общей и неорганической химии Академии наук Беларуси,Борисовский мясокомбинат(57) Способ получения сорбента для радионуклидов и токсичных металлов путем карбонизации органического сырья в атмосфере инертного газа, отличающийся тем, что в качестве сырья используют обезжиренную кость, которую карбонизируют до 400-600 С.(56) А. с. СССР 1824229, МКИ В 01 20/20, 1993. Изобретение относится к области получения сорбентов, используемых для поглощения радионуклидов,токсичных металлов, различных органических примесей, а также может быть использовано в процессах водоочистки, для биохимии и фармакохимии. Известен способ получения углеродного сорбента, включающий карбонизацию пептидного продукта гидролиза отходов кожевенного производства 1. Пептидный продукт обрабатывают в атмосфере углекислого газа при скорости подъема температуры 10 град/мин до 500-750 С с последующей выдержкой в течение 3 часов при заданной температуре. Полученный продукт имеет следующие характеристики удельная поверхность 350 м 2/г, содержание азота 9,8 мас., кальция 0,12 мас., фосфора 0,03 мас., сера менее 0,01 мас., натрия 0,03 мас Емкость по сорбции металлов 0,48-6,37 мг/г. Недостатками данного способа являются относительно низкая сорбционная емкость по металлам, многостадийность, энергоемкость процесса и др. Задача, решаемая данным изобретением, достигается тем, что в способе получения сорбента, включающем карбонизацию углеродсодержащего материала на основе отходов кожевенного производства, в качестве сырья используют обезжиренную кость, которую карбонизуют в инертной среде до 400-600 С. Способ осуществляется следующим образом. Обезжиренную кость животных помещают в печь и карбонизуют в атмосфере инертного газа (азот, гелий, аргон) до 400-600 С со скоростью подъема температуры 0,5-10 /мин с последующей выдержкой 1-3 часа при конечной температуре. Затем печь охлаждают до 80-100 С, продолжая при этом подачу инертного газа. Полученный продукт выгружают, взвешивают и определяют выход. Сорбент истирают с получением порошка, гранул или таблеток в зависимости от дальнейшего его использования. Эксикаторным методом по сорбции паров бензола определяют предельный сорбционный объем пор(см 3/г). В статических условиях определяют сорбционную емкость по радионуклидам, тяжелым и другим токсичным металлам. Количество адсорбированного металла определяют по разности концентраций раствора 1827 1 до и после адсорбции. Адсорбцию радионуклидов и токсичных металлов проводят из нитратных растворов,содержащих 10-160 мг/л исследуемого металла. Способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 10 г обезжиренной кости животных помещают в печь, снабженную ловушкой и приемником для газообразных и жидких продуктов разложения соответственно, и карбонизуют в атмосфере инертного газа до 400 С со скоростью подъема температуры 0,5-10 /мин, выдерживая при конечной температуре 3 часа. Затем печь охлаждают до 80-100 С, продолжая при этом подачу инертного газа. Полученный сорбент сушат при 100-110 С,взвешивают и рассчитывают выход продукта. Эксикаторным методом по сорбции паров бензола определяют объем пор (см 3/г). В статических условиях определяют сорбционную емкость по отношению к токсичным металлам. Примеры 2-6. Процесс проводят, как описано в примере 1, но конечная температура обработки кости составляет 400,500, 600, 700 и 900 С соответственно. Определяют выход продукта, объем пор и сорбционную емкость по, , ,и . Пример 7. Процесс термической обработки обезжиренной кости проводят, как описано в примере 1, до 350 С. Пример 8. Сорбент получают по способу-прототипу и определяют его сорбционные характеристики по , ,и Сг в условиях, аналогичных условиям определения этих характеристик для заявляемого сорбента. Сорбционная способность и другие характеристики сорбентов, полученных по примерам 1-8, сведены в таблицу. Таблица Сорбция , ,изаявленными угольными сорбентами из 0,01 н. раствора нитрата Как видно из таблицы, сорбент, полученный при температуре ниже 400 С, имеет сорбционную емкость в отношении токсичных металлов, в частности свинца, кадмия, стронция и хрома на 5-10 меньшую, чем сорбенты,полученные при 400-600 С. Кроме того, при ТТО 350 С и ниже разложение сырья протекает не полностью (сорбент имеет коричневую, а не черную окраску). Оптимальной температурой получения сорбента является 400-600 С. Проводить процесс при более высоких температурах (650 С и выше) нецелесообразно, поскольку, как видно из таблицы, пористость и сорбционные характеристики по отношению к сорбируемым металлам не улучшаются. Емкость сорбентов по металлу (согласно данному способу) составляет 13-130 мг/г в зависимости от концентрации исследуемого раствора, тогда как по известному 1 - 0,48-6,37 мг/г. Таким образом, приведенный материал свидетельствует о том, что изобретение по сравнению с прототипом позволяет 1) в 3-4 раза снизить энергозатраты 2) существенно упростить способ получения 3) в 10 раз улучшить сорбционные характеристики сорбента по отношению к токсичным металлам (свинцу, кадмию,хрому) и некоторым радионуклидам, например, стронцию 4) в 1,5-2 раза увеличить выход продукта и в 2-3 раза снизить стоимость сорбента. оставитель А.И. Сорокин Редактор Т.А. Лущаковская Корректор Т.Н. Никитина Заказ 7015 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.