Способ очистки сточных вод от ионов свинца (ii) минеральным сорбентом

(51) 02 1/28 (2006.01) 02 1/62 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ СВИНЦАМИНЕРАЛЬНЫМ СОРБЕНТОМ(57) Изобретение относится к экологии и может быть использовано в гидрометаллургии,гальванохимии для очистки сточных вод от ионов свинца. Достигаемый технический результат повышение степени очистки сточных вод от ионов свинцадо 99,5-99,8 и сокращение длительности процесса до 0,5 ч - обеспечивается использованием в качестве минерального сорбента глауконита, вводимого в массовом соотношении Р 2 глауконит (2,137,10)1 мг/г, с последующим перемешиванием и выдерживанием смеси в течение 0,5 ч при 20 С.(72) Сатыбалдиев Багдат Серикович Тажибаева Сагдат Медербековна Буркитбаев Мухамбеткали Мырзабаевич Уралбеков Болат Муратович Бержанов Досымжан Сахуович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Центр физикохимических методов исследования и анализа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан Изобретение относится к экологии и может быть использовано в гидрометаллургии, гальванохимии для очистки сточных вод от ионов свинца. Известен способ очистки сточных вод от ионов свинцас помощью минерального сорбента диатомита (Коржынбаева К.Б., Тажибаева С.М.,Оразымбетова А.Б.,Мусабеков К.Б.,Буркитбаев М.М., Тургунбаева А.А. Адсорбция ионов металлов на диатомите //Вестник КазНУ. Серия химическая. - 2011. 2 (62). .47-51). Способ предусматривает смешение измельченного минерала с водой, содержащей ионы Р 2,перемешивание и выдерживание смеси в течение 24 ч. При этом в интервале исходных концентраций ионов свинцаот 20,7 мг/л до 207 мг/л степень очистки составляет 89,8-90,8. Недостатком способа является низкая степень очистки и длительность процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод от ионов свинца с использованием в качестве минерального сорбента монтмориллонитсодержащих глин (Везенцев А.И.,Голдовская Л.Ф., Воловичева Н.А., Королькова С.В. Исследование эффекта сорбции ионови Р нативными формами монтмориллонитовых глин Белгородской области.807-811). По данному способу в модельные сточные воды, содержащие ионы Р 2, вводят 1, 3 или 5 г глин (сорбент) в соотношении Р 2 глина 0,0831 мг/г, смесь перемешивают и выдерживают в течение 1,5 ч при 20 С. При этом степень очистки воды от ионов свинца составляет 90,8. Недостатком способа являются невысокая степень очистки и длительность процесса. Задачей предполагаемого изобретения является разработка способа очистки сточных вод от ионов свинца минеральным сорбентом. Технический результат - повышение степени очистки сточных вод и сокращение длительности процесса. Технический результат достигается предлагаемым способом очистки сточных вод от ионов свинца минеральным сорбентом,включающим введение минерального сорбента,перемешивание смеси и выдерживание ее при 20 С,но, в отличие от известного, в качестве минерального сорбента используют глауконит при массовом соотношении Р 2/глауконит(2,1317,10)/1 мг/г, и смесь выдерживают в течение 0,5 ч. Глауконит является широко распространенным природным минералом, огромные залежи которого имеются на территории Казахстана, России,Украины. Минералы группы глауконита представляют собой гидрогенные слюды, они встречаются во всех видах осадочных пород. Достоинствами глауконита,как и других кристаллических алюмосиликатов, проявляющих сорбционные и ионообменные свойства, являются доступность, дешевизна, зернистая структура,термическая и радиационная устойчивость 2(Казанцев Е.А., Ремез В.П. Сорбционные материалы на носителях в технологии обработки воды // Химия и технология воды. - 1995. Т. 17, 1. .50-60). Перспективы применения глауконита в промышленности связаны, в основном, с его способностью служить сырьем для производства минерального пигмента, технического силикагеля,некоторых изделий строительной индустрии. Немалый интерес представляет возможность использования сорбционных свойств глауконита для создания безотходных технологий и охраны окружающей среды. Эффективность очистки сточных вод глауконитом зависит от соотношения сорбируемых ионов и величины поверхности частиц минерала,которое пропорционально соотношению сорбат/сорбент. Наилучший эффект очистки достигается при массовом соотношении Р 2/глауконит(2,1317,10)1 мг/г, что обеспечивается наличием на поверхности глауконита количества адсорбционных центров, достаточных для связывания ионов металла. Повышение в системе количества сорбируемых ионов металла до соотношения Р 2 глауконит 17,101 ведет к снижению степени очистки воды, что связано с избытком ионов Р 2 к количеству сорбента. Дальнейшее снижение соотношения Р 2 глауконит нецелесообразно ввиду перерасхода минерала, так как при этом часть его поверхности не будет участвовать в процессе адсорбции. Способ осуществляют следующим образом. В модельный раствор сточных вод объемом в 50 мл вводят минеральный сорбент, в качестве которого используют глауконит, причем добавляют его в сточные воды в массовом соотношении Р 2 глауконит (2,1317,10)1 мг/г, смесь перемешивают и выдерживают в течение 0,5 ч при 20 С. Способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В модельный раствор (50 мл),имитирующий сточные воды и содержащий ионы Р 2 в количестве 42,5 мг/л, вводят 1 г глауконита. При этом массовое соотношение Р 2 глауконит составляет 2,131 мг/г. Смесь перемешивают и выдерживают при 20 С в течение 0,5 ч, затем отделяют сорбент от раствора. Степень очистки воды от ионов Р составляет 99,8. Пример 2. Опыт проводят в условиях примера 1,однако исходная концентрация ионов Р 2 составляет 85,1 мг/л, а соотношение Р 2 глауконит равно 4,261 мг/г. Степень очистки достигает 99,8. Пример 3. В условиях примера 1 проводят обработку Р 2 -содержащей воды глауконитом. Массовое соотношение Р 2 глауконит составляет 8,511 мг/г. После перемешивания и выдерживания смеси при 20 С в течение 0,5 ч степень очистки воды от ионов свинца равна 99,6. Пример 4. В имитат сточных вод объемом в 50 мл и с концентрацией ионов свинца 340,2 мг/л вводят 1 г глауконита. Смесь перемешивают, затем выдерживают в течение 0,5 ч при 20 С. При этом массовое соотношение Р 2 глауконит соответствует 17,101 мг/л. Степень очистки воды после отделения сорбента равна 99,5. Пример 5. Опыт проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что исходная концентрация ионов Р 2 составляет 680,4 мг/л, а массовое соотношение Р 2 глауконит равно 34,201 мг/г. После отделения сорбента от раствора степень очистки воды от ионов Р 2 достигает 84,8. Пример 6. В имитат сточных вод с концентрацией ионов Р 2 833,4 мг/л и объемом в 50 мл вводят 1 г глауконита, что соответствует массовому соотношению Р 2 сорбент 41,671 мг/г. Смесь перемешивают и выдерживают при 20 С в течение 0,5 ч. Степень очистки составляет 70,0. Результаты эксперимента приведены в таблице. Таблица Влияние исходной концентрации ионов свинца на степень очистки воды Масса Объем воды,Исходная Концентрация Степень Массовое Адсорбция,при- глауконита, г используемой концентрация Р 2 после очистсоотношение ммоль/г медля очистки,Р 2, мг/л очистки, мг/л ки, Р 2 глауконит,ра мл мг/г 1 1 50 42,5 0,10 99,8 2,131 0,010 2 1 50 85,1 0,20 99,8 4,261 0,020 3 1 50 170,1 0,70 99,6 8,511 0,041 4 1 50 340,2 1,70 99,5 17,101 0,082 5 1 50 680,4 103,54 84,8 34,21 0,139 6 1 50 833,4 250,15 70,0 41,671 0,141 Прототип 90,8 0, 0831 Как видно из представленных данных, степень очистки сточных вод от ионов Р 2 с помощью глауконита в области оптимальных соотношений Р 2/сорбент, соответствующих (2,1317,10)1 мг/г,составляет 99,5-99,8. По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет повысить степень очистки на 8,7-9,0 и сократить длительность процесса очистки на 1 ч. Наряду со степенью очистки растет и величина адсорбции (А), однако при высоких исходных концентрациях ионов Р 2 рост ее замедляется, что свидетельствует о насыщении поверхности минерала ионами металла. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ очистки сточных вод от ионов свинца минеральным сорбентом, включающий введение минерального сорбента, перемешивание смеси и выдерживание ее при 200 С, отличающийся тем,что в качестве минерального сорбента используют глауконит при массовом соотношении Р 2/ глауконит (2,13-17,10)/1 мг/г, и смесь выдерживают в течение 0,5 ч.