RU2668864C1 - Method of modification of cation-exchange sorbents - Google Patents

Method of modification of cation-exchange sorbents Download PDF

Info

Publication number
RU2668864C1
RU2668864C1 RU2017129170A RU2017129170A RU2668864C1 RU 2668864 C1 RU2668864 C1 RU 2668864C1 RU 2017129170 A RU2017129170 A RU 2017129170A RU 2017129170 A RU2017129170 A RU 2017129170A RU 2668864 C1 RU2668864 C1 RU 2668864C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
solution
sorbent
exchange resin
cation exchange
Prior art date
Application number
RU2017129170A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Валерьевич Егоров
Ольга Юрьевна Маковская
Сергей Владимирович Мамяченков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ)
Priority to RU2017129170A priority Critical patent/RU2668864C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2668864C1 publication Critical patent/RU2668864C1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229—Compounds of Fe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3206—Organic carriers, supports or substrates
    • B01J20/3208—Polymeric carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the production of polymer-inorganic sorbents. Method is proposed that includes the saturation of the cation-exchange sorbent with iron (III) ions and the subsequent treatment of the sorbent in a solution of sodium chloride at an elevated temperature with the formation of nanosized crystals of iron oxyhydrate β-modification (akaganeite).EFFECT: obtaining a sorbent effective for removing Fand Clfrom solutions of complex salt composition.1 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам получения сорбентов, пригодных для очистки технологических растворов от ионов галогенидов, которые могут быть использованы для удаления галогенидов из технологических растворов и сточных вод металлургического, химического и других производств, а также при проведении операций водоподготовки. Для получения сорбента с заданными технологическими характеристиками производили модификацию катионообменных смол нанокристаллами сорбционно-активных соединений железа, преимущественно β-FeO(OH) акаганеита.The invention relates to the field of hydrometallurgy, in particular to methods for producing sorbents suitable for cleaning technological solutions of halide ions, which can be used to remove halides from technological solutions and wastewater of metallurgical, chemical and other industries, as well as during water treatment operations. To obtain a sorbent with specified technological characteristics, cation-exchange resins were modified with nanocrystals of sorption-active iron compounds, mainly β-FeO (OH) acaganeite.

Во множестве работ соединения железа рассмотрены как вещества, обладающие перспективными сорбционными свойствами. Известны способы удаления Cr, As, антимонитов, фосфатов, броматов, кремниевой кислоты, ионов Cd и F, с помощью акаганеита из водных растворов. [Jianhai Zhao, Wei Lin, Qigang Chang, Wenpu Li & Yanping Lai Adsorptive characteristics of akaganeite and its environmental applications: a review / Environmental Technology Reviews (2012) 114-126; F. Kolbe, H. Weiss, P. Morgenstern, R. Wennrich, W. Lorenz, K. Schurk, H. Stanjek, B. Daus Sorption of aqueous antimony and arsenic species onto akaganeite / Journal of Colloid and Interface Science 357 (2011) 460-465; Gaowa Naren, Hironori Ohashi, Yoshihiro Okaue, Takushi Yokoyama Adsorption kinetics of silicic acid on akaganeite / Journal of Colloid and Interface Science 399 (2013) 87-91; Jun Cai, Jia Liu, Zi Gao, Alexandra Navrotsky and Steven L. Suib Synthesis and Anion Exchange of Tunnel Structure Akaganeite / Chem. Mater. 2001, 13, 4595-4602] Среди преимуществ акаганеита зарубежными исследователями [Патент США US 8597519 В2. Hiroshi Hata, Kenji Haiki, Kazuhiko Nishina, Masatami Sakata Fluorine adsorbent/desorbent applicable in electrolytic solution for zinc electro-refining and method for removing fluorine using the fluorine adsorbent/desorbent] отмечается высокая по сравнению с другими неорганическими соединениями емкость по фторид-иону, а также химическая устойчивость в кислых средах, вплоть до pH 1.In many works, iron compounds are considered as substances with promising sorption properties. Known methods for removing Cr, As, antimonites, phosphates, bromates, silicic acid, Cd and F ions, using acaganeite from aqueous solutions. [Jianhai Zhao, Wei Lin, Qigang Chang, Wenpu Li & Yanping Lai Adsorptive characteristics of akaganeite and its environmental applications: a review / Environmental Technology Reviews (2012) 114-126; F. Kolbe, H. Weiss, P. Morgenstern, R. Wennrich, W. Lorenz, K. Schurk, H. Stanjek, B. Daus Sorption of water antimony and arsenic species onto akaganeite / Journal of Colloid and Interface Science 357 (2011 ) 460-465; Gaowa Naren, Hironori Ohashi, Yoshihiro Okaue, Takushi Yokoyama Adsorption kinetics of silicic acid on akaganeite / Journal of Colloid and Interface Science 399 (2013) 87-91; Jun Cai, Jia Liu, Zi Gao, Alexandra Navrotsky and Steven L. Suib Synthesis and Anion Exchange of Tunnel Structure Akaganeite / Chem. Mater. 2001, 13, 4595-4602] Among the advantages of acaganeite by foreign researchers [US Patent US 8597519 B2. Hiroshi Hata, Kenji Haiki, Kazuhiko Nishina, Masatami Sakata Fluorine adsorbent / desorbent applicable in electrolytic solution for zinc electro-refining and method for removing fluorine using the fluorine adsorbent / desorbent] has a high fluoride ion capacity compared to other inorganic compounds, as well as chemical stability in acidic environments, up to pH 1.

Из уровня техники известен способ получения сорбента на основе гидроксида трехвалентного железа на частицах носителя из целлюлозных волокон, включающий приготовление исходной водной дисперсии, содержащей хлорид или сульфат трехвалентного железа и фибриллированные целлюлозные волокна, которые содержат (в мас. %) не менее 95% волокон с длиной не более 1,20 мм и не менее 55% волокон с длиной не более 0,60 мм и имеют сорбционную емкость по отношению к частицам гидроксида трехвалентного железа не менее 2500 масс.ч. на 100 масс.ч. волокон, обработку дисперсии гидроксидом натрия с образованием частиц гидроксида трехвалентного железа и их иммобилизацией на волокнах с получением композиционного сорбента, содержащего 2000-2500 масс.ч. гидроксида трехвалентного железа на 100 мас.ч. волокон, и отделение сорбента от жидкой фазы [Патент RU 2527240 С1. Мазитов Л.А., Финатов А.Н., Финатова И.Л. Способ получения сорбентов на основе гидроксида трехвалентного железа на носителе из целлюлозных волокон]. Недостатком способа является невозможность использования получаемого сорбента в проточном режиме.The prior art method for producing a sorbent based on ferric hydroxide on cellulose fiber support particles, comprising preparing an initial aqueous dispersion containing ferric chloride or sulfate and fibrillated cellulose fibers, which contain (in wt.%) At least 95% fibers with with a length of not more than 1.20 mm and not less than 55% of fibers with a length of not more than 0.60 mm and have a sorption capacity in relation to particles of ferric hydroxide of at least 2500 mass.h. per 100 parts by weight fibers, processing the dispersion with sodium hydroxide to form ferric hydroxide particles and immobilizing them on the fibers to obtain a composite sorbent containing 2000-2500 parts by weight ferric hydroxide per 100 parts by weight fibers, and the separation of the sorbent from the liquid phase [Patent RU 2527240 C1. Mazitov L.A., Finatov A.N., Finatova I.L. A method of producing sorbents based on ferric hydroxide on a carrier of cellulose fibers]. The disadvantage of this method is the inability to use the resulting sorbent in a flow mode.

Известен способ получения сорбента, содержащего оксигидрат металла, включающий его осаждение в виде гидрогеля путем взаимодействия соли металла с щелочью в присутствии органического вещества, его выдержку и фильтрацию с последующей сушкой и гранулированием готового продукта, отличающийся тем, что во взаимодействие с щелочью вступает растворимая в воде соль трехвалентного железа, реакцию между исходными веществами ведут в слабощелочной среде, затем добавляют калий двухромовокислый в молярном соотношении хрома и железа 0,1:0,125:1, в качестве органического вещества добавляют нитрилметил фосфоновую кислоту при молярном соотношении с железом 0,01:0,07:1, а после добавления НТФ доводят до pH до 3,5-4,5 с последующим вымыванием бихромата калия раствором аммиака [Патент РФ 2082494. Сухарев Ю.И., Сухарева И.Ю., Лепп Я.Н. Способ получения сорбента]. Недостатком данного способа является продолжительный процесс синтеза (до 7 суток).A known method of producing a sorbent containing metal oxyhydrate, including its deposition in the form of a hydrogel by reacting a metal salt with an alkali in the presence of organic matter, its exposure and filtration, followed by drying and granulation of the finished product, characterized in that water-soluble reacts with the alkali ferric salt, the reaction between the starting materials is carried out in a slightly alkaline medium, then potassium dichromate is added in a molar ratio of chromium and iron of 0.1: 0.125: 1, as organic matter, nitrile methyl phosphonic acid is added in a molar ratio with iron of 0.01: 0.07: 1, and after the addition of NTP, the pH is adjusted to 3.5-4.5, followed by leaching of potassium dichromate with ammonia solution [RF Patent 2082494. Sukharev Yu.I., Sukhareva I.Yu., Lepp Y.N. A method of obtaining a sorbent]. The disadvantage of this method is the long synthesis process (up to 7 days).

Известен способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод, включающий смешивание измельченной опоки с дополнительными компонентами и формование, отличающийся тем, что на смешение подают 1 кг опоки, измельченной до размера 0,001 мм в поперечнике, 0,2 кг тонкоизмельченного катионита КУ-2×8, 0,2 кг тонкоизмельченного анионита АВ-17, 1 кг портландцемента 500, и 1,5 кг 10%-ного раствора хлорида натрия, компоненты смешивают до получения тестообразной массы, массу пропускают через шнековый измельчитель, полученные колбаски высушивают, обрабатывают острым паром при 180°С до полного схватывания и выдерживают в проточной воде до отрицательной реакции на хлорид-ионы [Патент РФ RU 2399412 С2. Алыков Н.М., Никитина Ю.Е. Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод]. Недостатком способа является низкая емкость получаемого сорбента.A known method of producing a sorbent for the treatment of natural and wastewater, comprising mixing the crushed flask with additional components and molding, characterized in that 1 kg of flask is crushed, crushed to a size of 0.001 mm across, 0.2 kg of finely ground KU-2 × 8, 0.2 kg of finely ground anion exchange resin AB-17, 1 kg of Portland cement 500, and 1.5 kg of a 10% sodium chloride solution, the components are mixed until a pasty mass is obtained, the mass is passed through a screw grinder, the resulting sausages are dried, processed ayut steaming at 180 ° C to complete the setting and held under running water until a negative reaction for chloride ions [Russian patent RU 2399412 C2. Alykov N.M., Nikitina Yu.E. A method of obtaining a sorbent for the purification of natural and waste waters]. The disadvantage of this method is the low capacity of the resulting sorbent.

Известен способ получения полимер-неорганического сорбента [US 20050156136 A1. Arup SenGupta, Luis Cumbal Method of manufacture and use of hybrid anion exchanger for selective removal of contaminating ligands from fluids] на основе анионообменных смол, с использованием оксигидрата железа в качестве модификатора. Полимерные аниониты используются в качестве материалов-носителей, в которых гидратированные оксиды Fe (III) (ОГЖ), необратимо диспергируются в зернах ионообменника. Поскольку аниониты имеют положительно заряженные четвертичные аммониевые функциональные группы, анионные лиганды, такие как арсенаты, хроматы, оксалаты, фосфаты, фталаты могут проникать в гелевую фазу и выходить из нее и не подвергаются эффекту исключения Доннана. Следовательно, анионообменник с нанесенными на него микрочастицами ОГЖ обладают значительно большей способностью удалять мышьяк и другие лиганды по сравнению с катионообменными носителями. Загрузка частиц ОГЖ осуществляется путем предварительного насыщения анионообменной смолы с помощью окисляющего аниона, такого как MnO4 - или ОСl, с последующим пропусканием через смолу раствора сульфата железа.A known method of producing a polymer-inorganic sorbent [US 20050156136 A1. Arup SenGupta, Luis Cumbal Method of manufacture and use of hybrid anion exchanger for selective removal of contaminating ligands from fluids] based on anion exchange resins, using iron oxyhydrate as a modifier. Polymeric anion exchangers are used as carrier materials in which hydrated oxides of Fe (III) (OGF) are irreversibly dispersed in the grains of the ion exchanger. Since anion exchangers have positively charged quaternary ammonium functional groups, anionic ligands such as arsenates, chromates, oxalates, phosphates, phthalates can penetrate into the gel phase and leave it and are not subjected to the effect of Donnan exclusion. Therefore, an anion exchanger with OGF microparticles deposited on it has a significantly greater ability to remove arsenic and other ligands compared to cation exchange carriers. Loading GLR particles is accomplished by pre-exchange resin saturated with an oxidizing anion such as MnO 4 - or OSl, followed by passing through a resin solution of ferrous sulfate.

Наиболее близким по технической сути является способ получения полимер-неорганических композитных сорбентов, включающий обработку пористой полимерной матрицы, способной поглощать органические растворители или набухать в упомянутых растворителях, концентрированным раствором соли металла в полярном растворителе, выбранном из ряда спиртов, кетонов и диметоксиметана, или в водно-спиртовом растворе, и последующее превращение содержащейся в обработанной полимерной матрице соли металла под действием водного раствора щелочи или фосфорной кислоты в нерастворимое соединение из ряда гидроксидов, оксидов или фосфатов соответствующего металла, обладающих сорбционными свойствами. [Патент RU 2527217 С1. Пастухов А.В., Никитин Н.В., Даванков В.А. Способ получения полимер-неорганических композитных сорбентов (прототип)]The closest in technical essence is a method for producing polymer-inorganic composite sorbents, comprising treating a porous polymer matrix capable of absorbing organic solvents or swelling in said solvents with a concentrated solution of a metal salt in a polar solvent selected from a number of alcohols, ketones and dimethoxymethane, or in water -alcohol solution, and subsequent conversion of the metal salt contained in the processed polymer matrix under the action of an aqueous solution of alkali or phosphorus th acid into an insoluble compound from a number of hydroxides, oxides or phosphates of the corresponding metal with sorption properties. [Patent RU 2527217 C1. Pastukhov A.V., Nikitin N.V., Davankov V.A. A method of obtaining a polymer-inorganic composite sorbents (prototype)]

К недостаткам описанного способа относятся большое количество операций, продолжительное время синтеза и применение органических растворителей с целью достижения высокого содержания внедряемого активного вещества. Формируемые в результате реагентной обработки соединения железа (гидроксиды и фосфаты) не обладают заметной емкостью по фтору и хлору.The disadvantages of the described method include a large number of operations, a long synthesis time and the use of organic solvents in order to achieve a high content of introduced active substance. Iron compounds formed as a result of reagent treatment (hydroxides and phosphates) do not have a noticeable fluorine and chlorine capacity.

Изобретение направлено на получение сорбента, использующего преимущества нанокристаллического оксигидрата железа.The invention is directed to a sorbent using the advantages of nanocrystalline iron oxyhydrate.

Задачей изобретения является разработка способа получения композитного сорбента, способного к поглощению ионов фтора и хлора.The objective of the invention is to develop a method for producing a composite sorbent capable of absorbing fluorine and chlorine ions.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является получение композитного сорбента на основе катионообменного ионита, в котором наряду с сульфгидрильными и карбоксильными группами присутствуют нанокристаллические структуры типа β-FeO(OH).The technical result achieved by the implementation of the invention is to obtain a composite sorbent based on cation exchange ion exchange resin, in which, along with sulfhydryl and carboxyl groups, nanocrystalline structures of the β-FeO (OH) type are present.

Технический результат достигается за счет формирования в фазе катионита нанокристаллических структур типа акаганеита.The technical result is achieved due to the formation of nanocrystalline structures such as acaganeite in the cationite phase.

Выдержка при температуре 85-95°С обеспечивает максимальную степень гидролиза железа (III). Образующиеся в результате гидроксиды железа претерпевают фазовые превращения при выдержке в хлоридсодержащем растворе в течение 18-24 ч. Время, требуемое для осуществления фазовых превращений уменьшается с повышением температуры [Прокопенко В.А., Лавриненко Е.Н., Мамуня С.В., Буданкова С.Н., Влияние значений pH среды на формирование структур в системе Fe0-H2O-O2 / Наноструктурное материаловедение, 2008, №1, с. 59-72]. Свойства сорбентов, синтезированных при разных условиях приведены в таблице 1.Exposure at a temperature of 85-95 ° C provides the maximum degree of hydrolysis of iron (III). The resulting iron hydroxides undergo phase transformations upon exposure to a chloride-containing solution for 18-24 hours. The time required for phase transformations decreases with increasing temperature [Prokopenko VA, Lavrinenko EN, Mamunya SV, Budankova SN, Effect of pH values on the formation of structures in the system Fe 0 -H 2 OO 2 / Nanostructured materials science, 2008, No. 1, p. 59-72]. The properties of the sorbents synthesized under different conditions are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Применение акаганеита в качестве активного сорбирующего вещества позволяет получить сорбент, способный поглощать F- и Cl-, а также ионы некоторых металлов. Использование в качестве носителя катионообменной смолы позволяет применять полученный сорбент в кислых средах, вплоть до pH 1,5 без опасности загрязнения раствора железом, а также решает проблему фильтрации пульпы, содержащей ультрадисперсные частицы и гидратные гели. Вместе с тем распределение акаганеита внутри зерен ионита обеспечивает большую площадь контакта сорбционно-активного агента с раствором.The use of acaganeite as an active sorbent allows one to obtain a sorbent capable of absorbing F - and Cl - , as well as ions of certain metals. The use of a cation exchange resin as a carrier allows one to use the resulting sorbent in acidic media, up to pH 1.5 without the danger of contamination of the solution with iron, and also solves the problem of filtering pulp containing ultrafine particles and hydrated gels. At the same time, the distribution of acaganeite inside the ionite grains provides a large contact area of the sorption-active agent with the solution.

Заявляемый способ модификации катионообменного органического сорбента включает термическую обработку предварительно насыщенного железом катионита в растворе хлорида натрия при температуре 85-95°С, в течение 18-24-х часов, обеспечивающую формирование закрепленных в полимерной матрице нанокристаллов акаганеита, обладающего сорбционными свойствами по отношению к ионам фтора. Соотношение хлорида натрия к количеству железа в исходном растворе предпочтительно составляет 1:7The inventive method of modifying a cation-exchange organic sorbent includes heat treatment of iron-cation exchange resin pre-saturated with iron in a solution of sodium chloride at a temperature of 85-95 ° C for 18-24 hours, providing the formation of acaganeite nanocrystals fixed in the polymer matrix, which has sorption properties with respect to ions fluoride. The ratio of sodium chloride to the amount of iron in the initial solution is preferably 1: 7

То есть поставленная задача решается за счет насыщения катионообменных ионитов ионами железа (III) с последующей термической обработкой в присутствии ионов хлора, в результате которой происходит формирование сорбционно-активного соединения железа в фазе ионита.That is, the problem is solved by saturation of cation-exchange ion exchangers with iron (III) ions, followed by heat treatment in the presence of chlorine ions, which results in the formation of a sorption-active iron compound in the ion exchange phase.

Железо поглощается ионитом по ионообменному механизму, что предполагает использование катионитов и не требует применения полярных растворителей на этапе насыщения смолы металлом.Iron is absorbed by the ion exchanger by the ion-exchange mechanism, which involves the use of cation exchangers and does not require the use of polar solvents at the stage of metal saturation of the resin.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ получения полимерных композитных сорбентов имеет существенные отличия.Thus, in comparison with the prototype, the proposed method for producing polymer composite sorbents has significant differences.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Получение композитного сорбента на основе сильнокислотного катионита гелевого типа. Катионит марки КУ-2×8, массой 1 г в Н+ форме приводили в контакт с 10 см3 раствора Fe2(SO4)3, с концентрацией железа 5,5 г/дм3, время контакта 24 ч. После насыщения катионита железом ионит отделяли и промывали дистиллированной водой. Затем, насыщенный ионит помещали в раствор NaCl, концентрацией 5 г/дм3, таким образом достигая отношения хлорида в растворе 1:7 по отношению к количеству железа в ионите, объемом 10 см3 и выдерживали при температуре 85°С в течение 24 ч. После чего модифицированный ионит отмывали от хлоридного раствора до отрицательной реакции на Сl-.Preparation of a composite sorbent based on a strongly acidic gel type cation exchanger. KU-2 × 8 cation exchange resin, weighing 1 g in H + form was brought into contact with 10 cm 3 of a Fe 2 (SO 4 ) 3 solution, with an iron concentration of 5.5 g / dm 3 , contact time 24 hours. After saturation of the cation exchanger iron ion exchangers were separated and washed with distilled water. Then, a saturated ion exchanger was placed in a NaCl solution at a concentration of 5 g / dm 3 , thus reaching a chloride ratio in the solution of 1: 7 with respect to the amount of iron in the ion exchanger, with a volume of 10 cm 3 and kept at a temperature of 85 ° С for 24 h. After that, the modified ion exchanger was washed from the chloride solution to a negative reaction on Cl - .

Содержание железа в композитном сорбенте составило 7,4%. При сорбции фтора из раствора с концентрацией [F-] - 46,2 мг/дм3, в результате концентрация была снижена до 23,7 мг/дм3, емкость полученного сорбента составила 1,125 мг/г.The iron content in the composite sorbent was 7.4%. When sorption of fluorine from a solution with a concentration of [F - ] - 46.2 mg / dm 3 , as a result, the concentration was reduced to 23.7 mg / dm 3 , the capacity of the obtained sorbent was 1.125 mg / g.

Пример 2Example 2

Получение композитного сорбента на основе сильнокислотного катионита гелевого типа. Катионит марки КУ-2×8, массой 1 г в Н+ форме приводили в контакт с 10 см3 раствора FeCl3, с концентрацией железа 5,5 г/дм3, время контакта 24 ч. После насыщения катионита железом ионит отделяли и промывали дистиллированной водой. Затем, насыщенный ионит помещали в раствор NaCl, концентрацией 5 г/дм3, таким образом достигая отношения хлорида в растворе 1:7 по отношению к количеству железа в ионите, объемом 10 см3 и выдерживали при температуре 95°С в течение 18 ч. После чего модифицированный ионит отмывали от хлоридного раствора до отрицательной реакции на Сl-.Preparation of a composite sorbent based on a strongly acidic gel type cation exchanger. KU-2 × 8 cation exchange resin, weighing 1 g in H + form, was brought into contact with 10 cm 3 of FeCl 3 solution, with an iron concentration of 5.5 g / dm 3 , contact time was 24 hours. After the cation exchanger was saturated with iron, the ion exchanger was separated and washed distilled water. Then, a saturated ion exchanger was placed in a NaCl solution at a concentration of 5 g / dm 3 , thus reaching a chloride ratio in the solution of 1: 7 with respect to the amount of iron in the ion exchanger, with a volume of 10 cm 3 and kept at 95 ° C for 18 h. After that, the modified ion exchanger was washed from the chloride solution to a negative reaction on Cl - .

Содержание железа в композитном сорбенте составило 8,3%. При сорбции фтора из раствора с концентрацией [F-] - 46,2 мг/дм3, в результате концентрация была снижена до 23,6 мг/дм3, емкость полученного сорбента составила 1,12 мг/г.The iron content in the composite sorbent was 8.3%. When sorption of fluorine from a solution with a concentration of [F - ] - 46.2 mg / dm 3 , as a result, the concentration was reduced to 23.6 mg / dm 3 , the capacity of the obtained sorbent was 1.12 mg / g.

Пример 3Example 3

Получение композитного сорбента на основе сильнокислотного катионита гелевого типа. Катионит марки КУ-23, массой 1 г в Н+ форме приводили в контакт с 10 см3 раствора Fe2(SO4)3, с концентрацией железа 5,5 г/дм3, время контакта 24 ч. После насыщения катионита железом ионит отделяли и промывали дистиллированной водой. Затем, насыщенный ионит помещали в раствор NaCl, концентрацией 5 г/дм3, таким образом достигая отношения хлорида в растворе 1:7 по отношению к количеству железа в ионите, объемом 10 см3 и выдерживали при температуре 85°С в течение 24 ч. После чего модифицированный ионит отмывали от хлоридного раствора до отрицательной реакции на Сl-.Preparation of a composite sorbent based on a strongly acidic gel type cation exchanger. KU-23 cation exchange resin, weighing 1 g in H + form, was brought into contact with 10 cm 3 of a solution of Fe 2 (SO 4 ) 3 , with an iron concentration of 5.5 g / dm 3 , the contact time was 24 hours. After saturation of the cation exchange resin with iron, the ion exchanger separated and washed with distilled water. Then, a saturated ion exchanger was placed in a NaCl solution at a concentration of 5 g / dm 3 , thus reaching a chloride ratio in the solution of 1: 7 with respect to the amount of iron in the ion exchanger, with a volume of 10 cm 3 and kept at a temperature of 85 ° С for 24 h. After that, the modified ion exchanger was washed from the chloride solution to a negative reaction on Cl - .

Содержание железа в композитном сорбенте составило 6,77%. При сорбции фтора из раствора с концентрацией [F-]=46,2 мг/дм3, в результате концентрация была снижена до 34,2 мг/дм3, емкость полученного сорбента составила 0,6 мг/г.The iron content in the composite sorbent was 6.77%. When sorption of fluorine from a solution with a concentration of [F - ] = 46.2 mg / dm 3 , as a result, the concentration was reduced to 34.2 mg / dm 3 , the capacity of the obtained sorbent was 0.6 mg / g.

Пример 4Example 4

Получение композитного сорбента на основе сильнокислотного катионита гелевого типа. Катионит марки КУ-23, массой 1 г в Н+ форме приводили в контакт с 10 см3 раствора FeCl3, с концентрацией железа 5,5 г/дм3, время контакта - 24 ч. После насыщения катионита железом ионит отделяли и промывали дистиллированной водой. Затем, насыщенный ионит помещали в раствор NaCl, концентрацией 5 г/дм3, таким образом достигая отношения хлорида в растворе 1:7 по отношению к количеству железа в ионите, объемом 10 см3 и выдерживали при температуре 95°С в течение 18 ч. После чего модифицированный ионит отмывали от хлоридного раствора до отрицательной реакции на Сl-.Preparation of a composite sorbent based on a strongly acidic gel type cation exchanger. Cationite KU-23, weighing 1 g in H + form is contacted with 10 cm 3 of a solution of FeCl 3 with the iron concentration 5.5 g / dm 3, the contact time - 24 hours. After saturation with iron cationite ion exchanger was separated and washed with distilled water. Then, a saturated ion exchanger was placed in a NaCl solution at a concentration of 5 g / dm 3 , thus reaching a chloride ratio in the solution of 1: 7 with respect to the amount of iron in the ion exchanger, with a volume of 10 cm 3 and kept at 95 ° C for 18 h. After that, the modified ion exchanger was washed from the chloride solution to a negative reaction on Cl - .

Содержание железа в композитном сорбенте составило 4,93%. Полученный образец использовали для сорбции фтора из раствора с концентрацией [F-]=46,2 мг/дм3, в результате концентрация фтора была снижена до 26,1 мг/дм3, емкость сорбента составила 0,995 мг/г.The iron content in the composite sorbent was 4.93%. The obtained sample was used for sorption of fluorine from a solution with a concentration of [F - ] = 46.2 mg / dm 3 , as a result, the fluorine concentration was reduced to 26.1 mg / dm 3 , the sorbent capacity was 0.995 mg / g.

Claims (2)

1. Способ модификации полимерного катионообменного сорбента, включающий формирование в объеме катионита сорбционно-активной фазы соединения железа, отличающийся тем, что сильнокислотный катионит выдерживают в растворе соли железа (III) до насыщения, катионит отделяют от раствора, промывают водой, подвергают термообработке в растворе хлорида натрия при 85-95°С в течение 18-24 часов до формирования в катионите фазы акаганеита и отмывают сорбент до отрицательной реакции на ионы хлора.1. A method of modifying a polymer cation-exchange sorbent, including the formation of a sorption-active phase of an iron compound in the volume of cation exchange resin, characterized in that the strongly acidic cation exchange resin is kept in the iron (III) salt solution until saturated, the cation exchange resin is separated from the solution, washed with water, and heat treated in a chloride solution sodium at 85-95 ° C for 18-24 hours until the formation of the acaganeite phase in the cation exchange resin and the sorbent is washed off to a negative reaction to chlorine ions. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катионит выдерживают в растворе соли железа (III) из расчета 10 см3 на 1 грамм катионита, а на стадии термообработки насыщенного железом катионита используют раствор хлорида натрия с концентрацией 5 г/дм3.2. The method according to p. 1, characterized in that the cation exchange resin is kept in a solution of iron (III) salt at the rate of 10 cm 3 per 1 gram of cation exchange resin, and a solution of sodium chloride with a concentration of 5 g / dm 3 is used in the heat treatment stage of iron-saturated cation exchange resin.
RU2017129170A 2017-08-15 2017-08-15 Method of modification of cation-exchange sorbents RU2668864C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129170A RU2668864C1 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method of modification of cation-exchange sorbents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129170A RU2668864C1 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method of modification of cation-exchange sorbents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2668864C1 true RU2668864C1 (en) 2018-10-03

Family

ID=63798286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017129170A RU2668864C1 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method of modification of cation-exchange sorbents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668864C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082496C1 (en) * 1994-07-08 1997-06-27 Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева Method of preparing polymer organomineral sorbent
US7314569B2 (en) * 2003-04-04 2008-01-01 Arrowhead Center, Inc. Treatment of arsenic-contaminated water using akaganeite adsorption
RU2323988C2 (en) * 2004-03-12 2008-05-10 Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук Method of extraction of arsenic from water solution
US7504036B2 (en) * 2004-08-20 2009-03-17 Resintech Incorporated Method of making and using modified anion exchange materials with metal inside the materials
RU2395600C2 (en) * 2008-07-18 2010-07-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Procedure for extracting arsenic from water solutions
US8597519B2 (en) * 2004-07-23 2013-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Fluorine adsorbent/desorbent applicable in electrolytic solution for zinc electro-refining and method for removing fluorine using the fluorine adsorbent/desorbent
RU2527217C1 (en) * 2012-12-27 2014-08-27 Александр Валерианович Пастухов Method of obtaining polymer-inorganic composite sorbents

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082496C1 (en) * 1994-07-08 1997-06-27 Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева Method of preparing polymer organomineral sorbent
US7314569B2 (en) * 2003-04-04 2008-01-01 Arrowhead Center, Inc. Treatment of arsenic-contaminated water using akaganeite adsorption
RU2323988C2 (en) * 2004-03-12 2008-05-10 Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук Method of extraction of arsenic from water solution
US8597519B2 (en) * 2004-07-23 2013-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Fluorine adsorbent/desorbent applicable in electrolytic solution for zinc electro-refining and method for removing fluorine using the fluorine adsorbent/desorbent
US7504036B2 (en) * 2004-08-20 2009-03-17 Resintech Incorporated Method of making and using modified anion exchange materials with metal inside the materials
RU2395600C2 (en) * 2008-07-18 2010-07-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Procedure for extracting arsenic from water solutions
RU2527217C1 (en) * 2012-12-27 2014-08-27 Александр Валерианович Пастухов Method of obtaining polymer-inorganic composite sorbents

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бобылев А.Е. и др. Композиционные сорбенты на основе КУ-2 с наноструктурированной гидроксидной или сульфидной активной компонентой, Конденсированные среды и межфазные границы, т.15, 3, 2013, с. 238-246. *
Мамяченков С.В. и др. Обзор перспективных способов выведения фторид и хлорид ионов из растворов для подготовки цинкового электролита к стадии электроэкстракции, Вестник ИрГТУ, 4(111), 2016, с. 155-169. *
Мамяченков С.В. и др. Обзор перспективных способов выведения фторид и хлорид ионов из растворов для подготовки цинкового электролита к стадии электроэкстракции, Вестник ИрГТУ, 4(111), 2016, с. 155-169. Бобылев А.Е. и др. Композиционные сорбенты на основе КУ-2 с наноструктурированной гидроксидной или сульфидной активной компонентой, Конденсированные среды и межфазные границы, т.15, 3, 2013, с. 238-246. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2225251C2 (en) Product and method for water treatment
Rao et al. Removal of natural organic matter by cationic hydrogel with magnetic properties
Park et al. Selective lithium and magnesium adsorption by phosphonate metal-organic framework-incorporated alginate hydrogel inspired from lithium adsorption characteristics of brown algae
CN111068626B (en) Magnetic dithiocarbamic acid modified chitosan microsphere as well as preparation method and application thereof
CN111001396B (en) Magnetic citric acid modified chitosan microsphere and preparation method and application thereof
Ji et al. Sorption enhancement of nickel (II) from wastewater by ZIF-8 modified with poly (sodium 4-styrenesulfonate): Mechanism and kinetic study
Maltseva et al. Composite anion-exchangers modified with nanoparticles of hydrated oxides of multivalent metals
JP2002516892A (en) Method for recovering fluorinated alkanoic acids from wastewater
Salih et al. Preparation and characterization of chitosan-coated diatomaceous earth for hexavalent chromium removal
Esma et al. Comparative study on lanthanum (III) sorption onto Lewatit TP 207 and Lewatit TP 260
Xia et al. Fabrication and investigation of novel monochloroacetic acid fortified, tripolyphosphate-crosslinked chitosan for highly efficient adsorption of uranyl ions from radioactive effluents
Perlova et al. Anion exchange resin modified with nanoparticles of hydrated zirconium dioxide for sorption of soluble U (VI) compounds
US11577215B2 (en) Method for producing absorbent
Zhang et al. A Ce 3+-imprinted functionalized potassium tetratitanate whisker sorbent prepared by surface molecularly imprinting technique for selective separation and determination of Ce 3+
US20130274357A1 (en) Hybrid anion exchanger impregnated with hydrated zirconium oxide for selective removal of contaminating ligand and methods of manufacture and use thereof
Zhu et al. Strontium-doped hydroxyapatite as an efficient adsorbent for Cd (II) removal from wastewater: Performance, kinetics, and mechanism
CN108514870B (en) Hydrotalcite-poly (m-phenylenediamine) composite material and preparation method and application thereof
US4481087A (en) Process for removing chromate from solution
CN109847718B (en) Hydrous zirconia/strontium alginate composite gel bead and preparation method and application thereof
Ma et al. Novel One‐Pot Solvothermal Synthesis of High‐Performance Copper Hexacyanoferrate for Cs+ Removal from Wastewater
AT411227B (en) ENANTIOSELECTIVE CATION EXCHANGE MATERIALS
RU2668864C1 (en) Method of modification of cation-exchange sorbents
EP0815939B1 (en) Ion-exchanger, process for production thereof and process for removal of multiply charged anions employing the ion-exchanger
Cui et al. Recovery of lithium using H4Mn3. 5Ti1. 5O12/reduced graphene oxide/polyacrylamide composite hydrogel from brine by Ads-ESIX process
Li et al. Alginate-enfolded copper hexacyanoferrate graphene oxide granules for adsorption of low-concentration cesium ions from aquatic environment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190816