Способ получения композиционного гранулированного гуминового сорбента тяжелых металлов на минеральном носителе

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО ГУМИНОВОГО СОРБЕНТА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА МИНЕРАЛЬНОМ НОСИТЕЛЕ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт проблем использования природных ресурсов и экологии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Янута Юрий Григорьевич Лиштван Иван Иванович Абрамец Александр Макарович Марцуль Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт проблем использования природных ресурсов и экологии Национальной академии наук Беларуси(56) Александров И.В. и др. // Химия твердого тела. - 1994. -4-5. - С. 136-141.2108859 1, 1998.2174871 1, 2001. Карпукович Н.В. и др. Применение хроматографических методов в химии,биологии, экологии и медицине Материалы Республиканской научнотехнической конференции. - Минск,2002. - С. 134-140. Абрамец А.М. и др. Международная научно-техническая конференция Техника и технология защиты окружающей среды Материалы конференции. - Минск, 2002. - С. 100-101.(57) Способ получения гранулированного композиционного гуминового сорбента тяжелых металлов на минеральном носителе, включающий обработку минерального носителя водной суспензией гуминовых кислот из расчета 0,5-10,0 мас.гуминовых кислот на сухое вещество носителя, отличающийся тем, что в качестве минерального носителя используют керамзит щебнеподобный с размером гранул 1-10 мм, в качестве гуминовых кислот используют гуминовые кислоты с дис 4, суспензию гуминовых кислот добавляют к носителю порционно, полученную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 3 часов и сушат при температуре не выше 60 С. Изобретение относится к технологии получения сорбционных материалов, предназначенных для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Известен способ получения композиционного гуминсодержащего сорбента с кремнеземной матрицей, состоящего в извлечении из природного гуминового сырья активной функциональной составляющей сорбента водным раствором силиката натрия, из которого 10647 1 2008.06.30 затем путем подкисления серной кислотой формируется кремнеземная матрица сорбента,связывающая образующиеся гуминовые кислоты путем соконденсации 1. Недостатком данного способа является сложность регулирования гранулометрического состава получаемого композиционного гуминокремнеземного сорбента, что накладывает ограничения на область применения сорбционного материала в практике водоочистки. По технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу наиболее близок способ получения цеолит-гуминового сорбента, заключающийся в модификации цеолита гуминовой кислотой в количестве от 0,5 до 10 мас.2. Недостатком прототипа является предварительная обработка цеолита кислотой или термическая его обработка. Второй недостаток заключается в преобладании в цеолите микро- и мезопор, что снижает поверхность фильтрации, т.к. гуминовые кислоты, являясь высокомолекулярными соединениями блокируют микропоры. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, позволяющего получить сорбционный материал с высокими эксплуатационными (в первую очередь сорбционными) свойствами. Поставленная задача достигается тем, что в качестве минерального носителя известном способе в качестве минерального носителя используют керамзит щебнеподобный размером гранул 1-10 мм, в качестве гуминовых кислот используют гуминовые кислоты с дис 4, суспензию гуминовых кислот добавляют к носителю порционно, полученную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 3 часов и сушат при температуре не выше 60 С. Керамзит щебнеподобный представляет собой искусственный пористый материал, получаемый по шликерной технологии согласно ТУ 21 БССР 307 - 88. Адгезионное взаимодействие в системе керамзит щебнеподобный - гуминовая кислота устойчиво при величине потенциала влаги керамзитовой матрицы не менее 0,4 м вод. ст., т.е. при данной величине потенциала влаги керамзитовой матрицы, капиллярные силы в ней устойчиво фиксируют слой гуминовой кислоты на поверхности пористого минерального носителя(керамзита щебнеподобного), которые при последующей сушке образуют прочную адгезионную связь с поверхностью минерального носителя. Пример 1 В мерный стакан, емкостью 0,5 л помещают 200 г керамзита щебнеподобного гранулометрического состава 1-10 мм и обрабатывают при непрерывном перемешивании 200 г 5 -ной водной суспензией гуминовых кислот (соотношение между керамзитом щебнеподобным и гуминовой кислотой 1005 на сухое вещество) с 4, при комнатной температуре. Полученную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 3 часов и затем высушивают при температуре 60 С. Пример 2 В мерный стакан, емкостью 0,5 л помещают 200 г керамзита щебнеподобного гранулометрического состава 1-10 мм и обрабатывают при непрерывном перемешивании 300 г 5 -ной водной суспензией гуминовых кислот (соотношение между керамзитом щебнеподобным и гуминовой кислотой 1007,5 на сухое вещество) с 5 при комнатной температуре. Полученную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 3 часов и затем высушивают при температуре 50 С. Таблица 1 Обменная емкость, ммоль/г Сорбент 2 2 3 2 По прототипу композиция 1 0,18 0,07 0,16 0,06 композиция 2 0,14 0,08 0,13 0,07 По примеру 1 0,16/90/114 0,10/143/125 0,17/106/131 0,07/117/100 По примеру 2 0,23/128/162 0,12/171/150 0,18/113/139 0,09/150/129 2- эффективность сорбента к иону тяжелого металла по отношению к композиции 1 прототипа- эффективность сорбента к иону тяжелого металла по отношению к композиции 2 прототипа Как видно из результатов, приведенных в табл. 1, композиционные гранулированные гуминовые сорбенты тяжелых металлов на минеральном носителе, полученные по предложенному способу (пример 1 и пример 2), являются более эффективными по обменной емкости по сравнению с композициями, полученными по прототипу. Таблица 2 Изменение статической обменной емкости композиционного гранулированного гуминового сорбента тяжелых металлов на минеральном носителе при сушке, ммоль/г Статическая обменная емкость (ммоль/г) Сорбент 2 2 3 По примеру 2 0,23 0,12 0,18 По примеру 2, но сушка при температуре 60 С 0,22 0,12 0,18 По примеру 2, но сушка при температуре 70 С 0,19 0,10 0,15 Таблица 3 Влияние дис гуминовых кислот, входящих в состав композиционного гранулированного гуминового сорбента тяжелых металлов на минеральном носителе, на цветность фильтрата Оптическая плотность фильтрата,Сорбент измеренная КФК-2 при 440 нм По примеру 1, но дис 2 0,63 По примеру 1, но дис 3 0,2 По примеру 1, но дис 4 0,08 По примеру 1, но дис 5 0,07 По примеру 1, но дис 6 0,05 В таблицах приведены результаты анализа композиционного сорбента, полученного при разных параметрах осуществления способа. Из табл. 2 видно, что оптимальной температурой сушки является температура не выше 60 С. Из табл. 3 следует, что дис гуминовых кислот должна быть не менее 4. Использование гуминовых кислот с дис ниже этого значения приводит к вторичному загрязнению очищаемой сточной воды растворимыми гуминовыми кислотами. Полученный композиционный гранулированный гуминовый сорбент тяжелых металлов на минеральном носителе может быть использован в технологических процессах, связанных с очисткой и доочисткой сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов. Источники информации 1. Пат. 2131296 РФ, МПК 6 В 01 20/24, 20/30. Способ получения композиционного гуминосодержащего сорбента с кремнеземной матрицей / Н.А. Хритохин, С.В. Кертман. 97117520/25 Заявл. 07.10.97 Опубл. 10.06.99 // Бюл.16. 2. Александров И.В., Канделаки Г.И., Куликова И.П. // Химия твердого топлива. 1994. -4-5. - С. 136-141. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3