способ получения сорбента

Формула изобретения

Способ получения сорбента, включающий осаждение гексацианоферрата переходного металла на поверхности пористого носителя путем последовательной пропитки его растворами соли переходного металла и гексацианоферрата калия, отличающийся тем, что полученный продукт дополнительно обрабатывают раствором сульфата меди (II).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки воды, а именно для очистки питьевой воды от ионов радиоактивного цезия.

Известен способ получения ферроцианидного сорбента на полимерной органической основе путем последовательной обработки основы концентрированными растворами солей меди и ферроцианида щелочного металла.

Сорбент, полученный таким способом, предназначен для очистки промышленных растворов и сточных вод от ионов радиоактивного цезия и не может быть использован для очистки питьевой воды, так как в процессе эксплуатации выделяет в очищаемую воду токсичные гексацианоферратионы в количестве, превышающем нормы и требования, предъявляемые к качеству питьевой воды.

Наиболее близким к изобретению является способ получения сорбента, который включает пропитку носителя горячим насыщенным раствором соли металла, сушку полупродукта и его последующую обработку насыщенным раствором гексацианоферрата калия.

Обнаружено, что сорбент, полученный по способу-прототипу, имеет низкую химическую устойчивость, что приводит к загрязнению очищаемой воды токсичными гексацианоферрат ионами. Указанный недостаток ограничивает область применения сорбента и не позволяет использовать его для очистки питьевой воды.

Задача изобретения создание химически устойчивого сорбента, обеспечивающего эффективную очистку питьевой воды от ионов радиоактивного цезия и предотвращение ее загрязнения токсичными ионами гексацианоферрата.

Для этого способ получения сорбента, включающий осаждение гексацианоферрата переходного металла на поверхности пористого носителя путем последовательной пропитки его растворами соли переходного металла и гексацианоферрата калия, отличается тем, что полученный продукт дополнительно обрабатывают раствором сульфата меди (II).

Как оказалось, эта операция приводит к довольно сложным кристаллохимическим превращениям активного компонента на поверхности носителя, что повышает химическую устойчивость сорбента по отношению к воде.

Способ осуществляют следующим образом.

Носитель заливают раствором соли переходного металла, например железа (III) или меди (II), перемешивают и выдерживают в течение 10-15 мин, затем заливают раствором гексациано-(II) феррата щелочного металла, перемешивают и выдерживают 20-25 мин и полученный продукт дополнительно обрабатывают раствором сульфата меди (II) при перемешивании. Полученные сорбенты отмывают водой и высушивают.

В качестве носителя используются пористые материалы, широко применяемые для очистки питьевой воды: активные угли, силикагели и др. В случае использования в качестве носителя силикагеля после каждой операции следует проводить сушку полупродуктов.

Сорбент, полученный предлагаемым способом, обладает хорошими адсорбционными свойствами, обеспечивает высокую степень очистки питьевой воды от ионов радиоактивного цезия. Его высокая химическая устойчивость по отношению к воде позволяет в процессе эксплуатации практически полностью исключить вымывание в воду токсичных гексацианоферрат ионов.

Промышленная применимость предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.

П р и м е р 1. 350 г угля БАУ-МФ по ГОСТ 6217-74 обрабатывают 371 см³ насыщенного раствора сульфата меди при (55-60)^оС, перемешивают в течение 15 мин и приливают 437 см³ насыщенного раствора гексациано-(II) феррата калия при (55-60)^оС, вновь перемешивают 20-25 мин, после чего добавляют 840 см³ раствора сульфата меди с концентрацией 0,2 моль/дм³ при комнатной температуре. Полученный сорбит отмывают 5,0 дм³ воды и высушивают (таблица, образец 1).

П р и м е р 2. 400 г активированного гранулированного угля AГ-5 по ГОСТ 20777-75 обрабатывают 148 см³ насыщенного раствора сульфата меди при (60-70)^оС перемешивают в течение 15 мин и приливают 175 см³ насыщенного раствора гексациано-(II) феррата калия при (50-55)^оС, вновь перемешивают 20-25 мин, после чего добавляют 168 см³ раствора сульфата меди с концентрацией 33 г/см³ при (20-25)^оС. Полученный продукт промывают водой и сушат на воздухе (таблица, образец 2).

П р и м е р 3. 5 г активированного силикагеля, крупнопористого (АСК, ГОСТ 3956-76) обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди при (20-25)^оС, перемешивают в течение 15 мин и высушивают при (70-80)^оС. Полученный полупродукт охлаждают до комнатной температуры и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора гексациано-(II) феррата калия, затем снова сушат при температуре не выше 50^оС и дополнительно обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди при непрерывном перемешивании. Полученный сорбент высушивают при (50-55)^оС (таблица, образец 3).

П р и м е р 4. 5 г активированного силикагеля, крупнопористого (АСК, ГОСТ 3956-76) обрабатывают 5 см³ 0,2 М раствора сульфата железа (III) при (20-25)^оС, перемешивают в течение 15 мин и высушивают при (70-80^оС). Полученный полупродукт охлаждают до комнатной температуры и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора гексацианоферрата (II) калия при перемешивании, затем сушат при (50-55)^оС и обрабатывают 5 см³ 0,4 М раствора сульфата меди (II). Полученный силикагель, модифицированный феррацианидом железа (III) сушат при (50-55)^оС (таблица, образец 4).

Результаты испытания образцов сорбентов, полученный по предлагаемому способу, в процессе очистки питьевой воды приведены в таблице. Концентрация ионов радиоактивного цезия в воде до очистки составляла (4-5) ^.10^-9 Ки/дм³.

Концентрация ионов радиоактивного цезия в воде после очистки составляет 10^-11 Ки/дм³.

Таким образом, сорбенты, полученные по предлагаемому способу, обеспечивают высокоэффективную очистку (более 99%) питьевой воды от ионов радиоактивного цезия.

Кроме того, высокая химическая устойчивость этих сорбентов позволяет практически исключить, как видно из таблицы, загрязнение питьевой воды в процессе ее очистки другими токсичными ионами, такими, как гексацианоферрат (II) ионами и ионами меди.