ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

сорбент для очистки водных сред от мышьяка и способ его получения

Классы МПК:B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике  20/04
B01J20/26 синтетические высокомолекулярные соединения
B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-04
публикация патента:

Изобретение относится к сорбентам для очистки воды от мышьяка. Сорбент для очистки водных сред от мышьяка содержит нанофазный оксигидроксид, выделенный из отходов станций обезжелезивания подземных вод, водорастворимый полимер и глицерин. В качестве водорастворимого полимера сорбент содержит вещества, выбранные из поливинилового спирта, полиакриламида, метилцеллюлозы, полиэтиленгликоля. Способ получения сорбента включает смешивание отходов станций обезжелезивания, содержащих 10-12% оксигидроксида железа, с водным раствором полимера и глицерином. Смесь обрабатывают ультразвуком, выдерживают 24 часа. Образовавшийся осадок высушивают при 50-60°С. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к сорбентам и способам очистки воды от мышьяка и может быть использовано для очистки как промстоков, так и воды для бытовых нужд. Вода во многих странах загрязнена мышьяком и без очистки не пригодна для использования в бытовых целях. При отравлении мышьяком поражается сосудистая система, центральная и периферическая нервная система, кожа. Известно, что неорганические соединения мышьяка более опасны, чем органические, и трехвалентный As(III) более опасен, чем As(V). Главным источником As в воде являются промстоки.

Известны различные способы очистки воды от As.

Известен способ осаждения As нанокристаллами акагенита, который получают путем осаждения гидроксида железа(III) карбонатом аммония (пат.2323988, опубл. 2009 г.), и полученный осадок сушат сублимационным способом при комнатной температуре. К недостаткам метода следует отнести многостадийность получения и применения. Вначале получают акагенит в дисперсном состоянии, сушат и полученный осадок используют для осаждения ионов мышьяка.

Предложен способ очистки сточных вод от As путем сорбции на композиционном сорбенте, содержащем в своем составе гидроксид железа и перхлорвиниловую смолу (пат.2136607, 1999 г.). К недостаткам данного способа следует отнести многостадийный способ получения адсорбента. Вначале перхлорвиниловую смолу растворяют в диметилформамиде, к полученному раствору добавляют порошок гидроксида железа, полученную органоминеральную суспензию распыляют в воде, дисперсный осадок выделяют и используют для адсорбции ионов As из водных сред. При получении композиционного дисперсного адсорбента промстоки загрязняются диметилформамидом.

Наиболее близким к предлагаемому является сорбент для очистки воды от ионов тяжелых металлов, в том числе от ионов мышьяка разной валентности, и способ его получения (пат.2328341, опубл. 10.07.2008 г.). Сорбент состоит из измельченного цеолита, нанофазного гидроксида железа и нанофазного бемита. К недостаткам способа получения сорбента следует отнести его многостадийность и сложность получения адсорбента, что приводит к его дороговизне. Вначале получают нанофазный бемит гидролизом нанопорошка алюминия. Затем получают нанофазный гидроксид железа гидролизом раствора хлорида железа раствором гидроксида аммония. Далее измельченный цеолит смешивают с Н2О, нанофазным порошком бемита и гидроксида железа, перетирают и далее полученную смесь сушат 2 часа при 50-75°С, а затем 6 часов при 190°С. Во всех известных способах гидроксид железа получают гидролизом солей железа, что является многоступенчатым способом. Вначале получают соли железа, а затем из солей Fе(ОН)3.

Задачей предлагаемого изобретения является получение сорбента для извлечения мышьяка из водных сред и разработка способа его получения.

Технический результат заключается в упрощении способа получения сорбента и увеличении степени очистки технологических растворов и сточных вод от мышьяка.

Сорбент для очистки водных сред от мышьяка содержит оксигидроксид железа (ОГЖ), выделенный из отходов станций обезжелезивания подземных вод, водорастворимый полимер и глицерин при следующем соотношении компонентов, %

ОГЖ (дисперсный)45,9-53,3
Полимер2,2-6,8
Глицериностальное

В качестве водорастворимого полимера он содержит поливиниловый спирт, или полиакриламид, или метилцеллюлозу, или полиэтиленгликоль.

В качестве исходного сырья для получения сорбента использовали отходы, выделенные на станциях обезжелезивания подземных вод, которые представляют собой гелеобразную массу (пасту), содержащую в своем составе оксигидроксид железа (ОГЖ) в количестве 10-12% сухого ОГЖ с размером частиц 30-50 нм, которую модифицируют водорастворимыми полимерами, содержащими пластификатор. В качестве водорастворимого полимера рекомендуется использовать поливиниловый спирт (ПВС), полиакриламид (ПАА), метилцеллюлозу (МЦ), полиэтиленгликоль (ПЭГ), а в качестве пластификатора - глицерин.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

1,6 г ПВС (6,1%) растворяют в 100 мл воды, добавляют 12,6 г (48%) глицерина и при перемешивании добавляют 100 г гелеобразной массы (пасты) ОГЖ, содержащей 12 г дисперсного ОГЖ (45,9%). Все тщательно перемешивают, обрабатывают ультразвуком и оставляют полученную массу на 24 часа при комнатной температуре. При этом происходит расслаивание, верхний прозрачный водный слой сливают, а осадок распределяют слоем 8-10 см и выдерживают в течение 24 часов при комнатной температуре. При добавлении к сухому осадку воды происходит растрескивание с образованием гранул размером 0,2-0,5 см. Их промывают водой, высушивают при 50-60°С и исследуют в качестве сорбента для извлечения мышьяка из водной среды в статических и динамических условиях. Результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ на мышьяк выполнялся в соответствии с ФЗ 1.31.2005, 01.553 (по Госстандарту методик, допущенных к применению). Исходная концентрация мышьяка в модельном растворе составляла 0,5 мг/л.

Пример 2

Гранулы получали по способу, описанному в примере 1, с той лишь разницей, что в качестве водорастворимого полимера использовали полиакриламид. Соотношение всех компонентов - как указано в примере 1. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 3

Сорбент получали по способу, описанному в примере 1, с той лишь разницей, что в качестве водорастворимого полимера использовали полиэтиленгликоль (ПЭГ-15). Соотношения компонентов и результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 4

0,5 г метилцеллюлозы растворяют в 100 мл воды, добавляют 10 г глицерина, перемешивают и постепенно при перемешивании добавляют 100 мл пасты ОГЖ (содержащей 12 г сухого ОГЖ). Все тщательно перемешивают, обрабатывают ультразвуком и оставляют на 24 часа при комнатной температуре. При этом происходит расслаивание. Верхний светлый прозрачный слой сливают, осадок слоем 5-10 см высушивают, обрабатывают водой и образовавшиеся при растрескивании гранулы тщательно промывают водой, высушивают при температуре 50-60°С и исследуют на адсорбцию мышьяка. Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемое изобретение превосходит по степени извлечения ионов мышьяка прототип и позволяет увеличить степень очистки технологических растворов и сточных вод от мышьяка.

Содержание мышьяка в стоках при этом снижается до современных уровней ПДК (0,05 мг/дм3). Предлагаемый метод может найти применение при извлечении мышьяка из сточных вод промышленных предприятий.

Пример ПолимерОГЖ ПолимерГлицерин Степень извлечения мышьяка, %, в условиях
г%г %г% динамическихстатических
1ПВС 1245,91,6 6,112,6 48,096,199,5
2ПАА 1245,9 1,66,112,6 48,095,9 99,0
3 ПЭГ1245,9 1,66,1 12,648,096,2 -
4 Метилцеллюлоза12 53,30,52,2 1044,5 96,496,7
5ПВС12 50,81,66,8 1042,4 96,597,8

Исходная концентрация AS 0,5 мг/л.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сорбент для очистки водных сред от мышьяка, включающий нанофазный оксигидроксид железа (ОГЖ), отличающийся тем, что он содержит оксигидроксид железа (ОГЖ), выделенный из отходов станций обезжелезивания подземных вод, водорастворимый полимер и глицерин при следующем соотношении компонентов, %

ОГЖ (дисперсный)45,9-53,3
Полимер2,2-6,8
Глицериностальное

2. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера он содержит поливиниловый спирт, или полиакриламид, или метилцеллюлозу, или полиэтиленгликоль.

3. Способ получения сорбента для очистки водных сред от мышьяка, отличающийся тем, что отходы станций обезжелезивания с содержанием оксигидроксида железа 10-12% смешивают с водным раствором полимера и глицерином, обрабатывают ультразвуком, выдерживают 24 часа, образующийся осадок высушивают при 50-60°С.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2520473

patent-2520473.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике  20/04

Патенты РФ в классе B01J20/06:
способ получения сорбентов на основе zn(oh)2 и zns на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2528696 (20.09.2014)
способ получения гранулированной фильтрующей загрузки производственно-технологических фильтров для очистки скважинной воды -  патент 2528253 (10.09.2014)
способ получения сорбентов на основе гидроксида трехвалентного железа на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2527240 (27.08.2014)
адсорбент для очистки газов от хлора и хлористого водорода и способ его приготовления -  патент 2527091 (27.08.2014)
магнитоуправляемый сорбент для удаления билирубина из биологических жидкостей -  патент 2524620 (27.07.2014)
способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода -  патент 2524607 (27.07.2014)
способ удаления бария из воды -  патент 2524230 (27.07.2014)
способ получения сорбентов на основе гидроксида железа и сульфата кальция на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2523466 (20.07.2014)
способ получения сорбента с магнитными свойствами для сбора нефтепродуктов с водной поверхности -  патент 2518586 (10.06.2014)
способ очистки проточной воды от загрязнителей -  патент 2516634 (20.05.2014)

Класс B01J20/26 синтетические высокомолекулярные соединения

Патенты РФ в классе B01J20/26:
биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов -  патент 2528863 (20.09.2014)
способ получения полимер-неорганических композитных сорбентов -  патент 2527217 (27.08.2014)
способ получения сорбента для селективного извлечения цезия -  патент 2521379 (27.06.2014)
способ удаления полициклических ароматических углеводородов -  патент 2516556 (20.05.2014)
способ получения адаптивно-селективного к редкоземельным металлам ионообменного материала -  патент 2515455 (10.05.2014)
способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов -  патент 2491990 (10.09.2013)
новый гибридный органическо-неорганический материал im-19 и способ его получения -  патент 2490059 (20.08.2013)
способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов с водных и твердых поверхностей -  патент 2487751 (20.07.2013)
способ изготовления химического адсорбента диоксида углерода -  патент 2484891 (20.06.2013)
способ получения сорбента на основе неорганических пористых гранул и полигидроксифуллерена для удаления атерогенных липопротеинов из плазмы крови -  патент 2484812 (20.06.2013)

Класс B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации

Патенты РФ в классе B01J20/30:
способ получения углеродминерального сорбента -  патент 2529535 (27.09.2014)
способ получения сорбентов на основе zn(oh)2 и zns на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2528696 (20.09.2014)
гуминово-глинистый стабилизатор эмульсии нефти в воде -  патент 2528651 (20.09.2014)
способ получения полимер-неорганических композитных сорбентов -  патент 2527217 (27.08.2014)
способ получения плавающего углеродного сорбента для очистки гидросферы от нефтепродуктов -  патент 2527095 (27.08.2014)
адсорбент для очистки газов от хлора и хлористого водорода и способ его приготовления -  патент 2527091 (27.08.2014)
способ получения сорбента для извлечения соединений ртути из водных растворов -  патент 2525416 (10.08.2014)
способ получения фильтрующей гранулированной загрузки производственно-технологических фильтров для очистки воды открытых источников водоснабжения -  патент 2524953 (10.08.2014)
способ получения адсорбирующего элемента -  патент 2524608 (27.07.2014)
способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода -  патент 2524607 (27.07.2014)


Наверх