RU2223232C1 - Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) - Google Patents
Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223232C1 RU2223232C1 RU2002133998/15A RU2002133998A RU2223232C1 RU 2223232 C1 RU2223232 C1 RU 2223232C1 RU 2002133998/15 A RU2002133998/15 A RU 2002133998/15A RU 2002133998 A RU2002133998 A RU 2002133998A RU 2223232 C1 RU2223232 C1 RU 2223232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strontium
- potential
- calcium
- electrode
- carbon fiber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способам сорбционной очистки растворов, и может быть использовано для извлечения стронция и кальция из солевых растворов при их совместном присутствии. The invention relates to chemical technology, specifically to methods for sorption purification of solutions, and can be used to extract strontium and calcium from saline solutions in their joint presence.
Известен содово-известковый метод очистки радиоактивных сточных вод, содержащих изотопы стронция и кальция, с помощью процесса "контактного осаждения". Процесс осуществляют непрерывно в две стадии, сначала обрабатывают воду гашеной известью для удаления временной жесткости, а затем обрабатывают гашеной известью и бикарбонатом натрия для удаления постоянной жесткости. Процесс осуществляют в присутствии катализатора, так называемой контактной массы (зернистый мрамор, морской песок или кальцит), на котором быстро формируется осадок карбоната кальция, с которым соосаждаются изотопы стронция и некоторые другие изотопы. Known soda-lime method of purification of radioactive wastewater containing isotopes of strontium and calcium, using the process of "contact deposition". The process is carried out continuously in two stages, first the water is treated with hydrated lime to remove temporary hardness, and then it is treated with hydrated lime and sodium bicarbonate to remove constant hardness. The process is carried out in the presence of a catalyst, the so-called contact mass (granular marble, sea sand or calcite), on which a precipitate of calcium carbonate is rapidly formed, with which strontium isotopes and some other isotopes are deposited.
Недостатком метода является необходимость применения достаточно большого количества реагентов. Кроме того, метод применим для растворов с невысоким содержанием нейтральных солей (Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. М.: Атомиздат, 1974, с. 130-137). The disadvantage of this method is the need to use a sufficiently large number of reagents. In addition, the method is applicable to solutions with a low content of neutral salts (Kuznetsov Yu.V., Schebetkovsky VN, Trusov AG Fundamentals of water purification from radioactive contaminants. M: Atomizdat, 1974, p. 130-137) .
Обработка воды или растворов электрохимическим способом позволяет избежать этих недостатков, так как основным "реагентом" в электрохимических методах является электрический ток. The treatment of water or solutions with an electrochemical method avoids these disadvantages, since the main "reagent" in electrochemical methods is electric current.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ концентрирования стронция и кальция, в котором стронций и кальций выделяют на поверхности катодно-поляризованного углеродного сорбента. Согласно данному способу активированный уголь с высокоразвитой поверхностью подвергают поляризации постоянным током в боратном буферном растворе, содержащем ионы кальция и стронция. Процесс осуществляют как в статическом режиме в ячейке с разделенными катодным и анодным пространствами, так и в динамическом режиме (Свешникова Д.А., Абакаров А.Н. Электросорбция ионов стронция и кальция на активированном угле. Химия и технология воды, 1993, Т. 15. 4). Closest to the claimed method according to the technical essence is a method of concentrating strontium and calcium, in which strontium and calcium are isolated on the surface of a cathode-polarized carbon sorbent. According to this method, activated carbon with a highly developed surface is subjected to direct current polarization in a borate buffer solution containing calcium and strontium ions. The process is carried out both in a static mode in a cell with separated cathode and anode spaces, and in a dynamic mode (Sveshnikova D.A., Abakarov A.N. Electrosorption of strontium and calcium ions on activated carbon. Water chemistry and technology, 1993, T. 15.4).
К недостаткам прототипа следует отнести то, что в известном способе не достигается полнота осаждения кальция и стронция, поскольку в прототипе выделение кальция и стронция идет как за счет ионного обмена на функциональных группах активированного угля, так и, в основном, за счет осаждения в виде карбонатов (количество которых определяется содержанием присутствующего в растворе СО2) и гидроксидов (в случае недостатка СО2 в приэлектродном слое). Поскольку растворимость гидроксидов выше, чем карбонатов, полнота осаждения стронция и кальция не достигается.The disadvantages of the prototype include the fact that in the known method the completeness of the precipitation of calcium and strontium is not achieved, since in the prototype the release of calcium and strontium occurs both due to ion exchange on the functional groups of activated carbon, and mainly due to precipitation in the form of carbonates (the amount of which is determined by the content of CO 2 present in the solution) and hydroxides (in the case of a lack of CO 2 in the near-electrode layer). Since the solubility of hydroxides is higher than carbonates, the completeness of precipitation of strontium and calcium is not achieved.
Кроме того, используемый в прототипе режим заряжения постоянным током обеспечивает меньшую селективность выделения, чем выделение при постоянном (контролируемом) потенциале (Игумнов М.С., Белов С.Ф., Дробот Д.В. Электрохимические методы извлечения редких, благородных и цветных металлов из вторичного сырья. Ж. Р.Х.О., 1998, т. 42, 6, с.135-142). In addition, the direct current charging mode used in the prototype provides less separation selectivity than that at constant (controlled) potential (Igumnov M.S., Belov S.F., Drobot D.V. Electrochemical methods for the extraction of rare, noble and non-ferrous metals from secondary raw materials.J.R.H.O., 1998, v. 42, 6, pp. 135-142).
Задачей изобретения является увеличение полноты осаждения стронция и кальция при их совместном присутствии в очищаемых минерализованных водах за счет осаждения на катоде стронция и кальция в виде карбонатов как менее растворимых соединений, чем гидроксиды. The objective of the invention is to increase the completeness of the deposition of strontium and calcium when they are together in the purified mineralized waters due to the deposition on the cathode of strontium and calcium in the form of carbonates as less soluble compounds than hydroxides.
Поставленная задача решается предлагаемым способом очистки минерализованных растворов от стронция и кальция, реализуемым в двух вариантах. The problem is solved by the proposed method of purification of mineralized solutions from strontium and calcium, implemented in two versions.
Способ очистки минерализованных растворов от стронция и кальция по первому варианту заключается в их извлечении на объемный электрод с развитой поверхностью в условиях катодной поляризации до достижения постоянного значения потенциала, отстоящего от стационарного потенциала погружения на (-0,1)-(-1,6) В относительно хлорсеребряного электрода (х.с.э.) сравнения из 0,05-0,5 н. раствора NaCl, содержащего стронций в присутствии солей кальция, причем процесс очистки осуществляют при непрерывной аэрации электролита. The method for cleaning strontium and calcium from mineralized solutions according to the first embodiment consists in extracting them onto a volume electrode with a developed surface under conditions of cathodic polarization until a constant value of the potential is reached, which is (-0.1) - (- 1.6) away from the stationary immersion potential In a relatively silver chloride electrode (HSE) comparisons of 0.05-0.5 n. NaCl solution containing strontium in the presence of calcium salts, and the cleaning process is carried out with continuous aeration of the electrolyte.
В способе по первому варианту в качестве объемного электрода с развитой поверхностью могут быть использованы углеродное волокно, или окисленное углеродное волокно, или гранулированный сорбент на основе оксидов Мn (III, IV), или неорганический сорбент - оксиды Мn (III, IV) на углеродном носителе. In the method according to the first embodiment, a carbon fiber, or an oxidized carbon fiber, or a granular sorbent based on Mn (III, IV) oxides, or an inorganic sorbent, Mn (III, IV) oxides on a carbon support, can be used as a volume electrode with a developed surface .
Способ очистки минерализованных растворов от стронция и кальция по второму варианту заключается в их извлечении на объемный электрод с развитой поверхностью в условиях катодной поляризации до достижения постоянного значения потенциала, отстоящего от стационарного потенциала погружения на (-0,1)-(-1,6) В относительно хлорсеребряного электрода сравнения из 0,05-1 н. раствора NaCl, содержащего стронций в присутствии солей кальция и дополнительно двухвалентный марганец с концентрацией не более 1 г/л, причем процесс очистки осуществляют при непрерывной аэрации электролита. The method for purifying strontium and calcium from mineralized solutions according to the second embodiment consists in extracting them onto a volume electrode with a developed surface under the conditions of cathodic polarization until a constant value of the potential is separated from the stationary immersion potential by (-0.1) - (- 1.6) In relatively silver chloride comparison electrode from 0.05-1 N. NaCl solution containing strontium in the presence of calcium salts and optionally divalent manganese with a concentration of not more than 1 g / l, and the cleaning process is carried out with continuous aeration of the electrolyte.
В способе по второму варианту в качестве объемного электрода с развитой поверхностью может быть использовано углеродное волокно или окисленное углеродное волокно. In the method of the second embodiment, a carbon fiber or an oxidized carbon fiber can be used as a volume electrode with a developed surface.
При осуществлении способа по каждому из вариантов объемный электрод выдерживают при достигнутом постоянном значении потенциала в течение 1-4,5 часов. When implementing the method for each of the options, the volume electrode is maintained at a constant value of the potential achieved for 1-4.5 hours.
Способ осуществляют в стандартной электрохимической ячейке следующим образом. The method is carried out in a standard electrochemical cell as follows.
В способе по первому варианту объемный электрод с развитой поверхностью, в качестве которого могут быть использованы углеродное волокно, или окисленное углеродное волокно, или гранулированный сорбент на основе оксидов Мn (III, IV), или неорганический сорбент - оксиды Мn (III, IV) на углеродном носителе, являющийся рабочим электродом, погружают в 0,05-0,5 н. раствор NaCl, содержащий ионы стронция совместно с ионами кальция, подвергают катодной поляризации до достижения постоянного значения потенциала, отстоящего от стационарного потенциала погружения (потенциал, присущий выбранному электродному материалу в растворе без поляризации) на (-0,1)-(-1,6) В относительно х.с.э. сравнения, и выдерживают при достигнутом потенциале для осаждения карбонатов кальция и стронция на электрод, при этом в течение всего процесса осаждения осуществляют аэрацию очищаемого раствора. In the method according to the first embodiment, a volume electrode with a developed surface, which can be used carbon fiber, or oxidized carbon fiber, or a granular sorbent based on Mn (III, IV) oxides, or an inorganic sorbent - Mn (III, IV) oxides on carbon carrier, which is the working electrode, is immersed in 0.05-0.5 N. NaCl solution containing strontium ions together with calcium ions is subjected to cathodic polarization until a constant value of the potential is reached, which is separated from the stationary immersion potential (potential inherent in the selected electrode material in the solution without polarization) by (-0.1) - (- 1.6 ) In relatively h.se. comparison, and maintained at the achieved potential for the deposition of calcium carbonates and strontium on the electrode, while during the entire deposition process carry out aeration of the purified solution.
Осуществление способа по второму варианту отличается от первого тем, что в качестве объемного электрода с развитой поверхностью используют углеродное волокно или окисленное углеродное волокно, а подвергаемый очистке минерализованный раствор имеет концентрацию по NaCl 0,05-1 н. и дополнительно содержит двухвалентный марганец в количестве не более 1 г/л. The implementation of the method according to the second embodiment differs from the first in that a carbon fiber or oxidized carbon fiber is used as a volume electrode with a developed surface, and the mineralized solution to be purified has a NaCl concentration of 0.05-1 N. and additionally contains divalent manganese in an amount of not more than 1 g / l.
Потребность в аэрации раствора связана с необходимостью сдвига в некоторых равновесиях карбонатной системы очищаемого раствора. Общее равновесие можно изобразить схемой
Изменение в одной из частей общего равновесия вызывает изменение во всей цепи. С одной стороны, увеличение в воде количества СО2 (поступление СO2 из атмосферы вследствие аэрации) понижает рН, уменьшает концентрацию СО3 2-, в силу чего вода становится насыщенной СаСО3. При наличии твердой фазы часть избыточного СО2 способствует растворению твердой фазы.The need for aeration of the solution is associated with the need for a shift in some equilibria of the carbonate system of the solution being cleaned. General equilibrium can be represented by a diagram
A change in one part of the general equilibrium causes a change in the whole chain. On the one hand, an increase in the amount of CO 2 in water (CO 2 intake from the atmosphere due to aeration) lowers the pH, decreases the concentration of CO 3 2– , due to which the water becomes saturated with CaCO 3 . In the presence of a solid phase, part of the excess CO 2 promotes dissolution of the solid phase.
С другой стороны, вследствие протекания электродных реакций в приэлектродном слое сдвигается равновесие в другой части карбонатной системы. On the other hand, due to the occurrence of electrode reactions in the near-electrode layer, equilibrium shifts in another part of the carbonate system.
В результате восстановления на катоде молекул воды в приэлектродном слое генерируются гидроксид-ионы, вследствие чего рН в приэлектродном слое катода возрастает и обычно имеет значение около 9-11. При таких значениях рН равновесие сдвигается в сторону образования СО3 2-. В этом случае создается пресыщение воды СаСО3, что способствует выделению последнего в осадок (Никаноров А.М. Гидрохимия, -Л.: Гидрометеоиздат, 1989, с.67-72. Дривер Дж. Геохимия природных вод: Перевод с английского. - М.: Мир, 1985, с.45-79).As a result of the reduction of water molecules at the cathode, hydroxide ions are generated in the near-electrode layer, as a result of which the pH in the near-electrode layer of the cathode increases and usually has a value of about 9-11. At these pH values, the equilibrium shifts toward the formation of CO 3 2- . In this case, a supersaturation of CaCO 3 water is created, which contributes to the precipitation of the latter (Nikanorov A.M. Hydrochemistry, -L .: Gidrometeoizdat, 1989, pp. 67-72. Driver J. Natural Water Geochemistry: Translated from English. - M .: Mir, 1985, p. 45-79).
Таким образом, аэрирование раствора, несмотря на то, что это снижает рН по объему раствора, необходимо для обеспечения такого количества СО3 2-, которое требуется для связывания ионов Са2+, находящихся в приэлектродном слое. При этом осаждение кальция в приэлектродном слое идет в виде карбоната кальция как менее растворимого соединения, чем гидроксид кальция.Thus, aeration of the solution, despite the fact that this reduces the pH by volume of the solution, is necessary to provide the amount of CO 3 2- that is required for the binding of Ca 2+ ions located in the near-electrode layer. In this case, the precipitation of calcium in the near-electrode layer is in the form of calcium carbonate as a less soluble compound than calcium hydroxide.
Наиболее вероятно, что удаление из раствора стронция происходит как за счет осаждения в виде карбоната стронция, так и за счет соосаждения с карбонатом кальция в зависимости от содержания стронция в растворе. Most likely, the removal of strontium from the solution occurs both due to precipitation in the form of strontium carbonate, and due to coprecipitation with calcium carbonate, depending on the content of strontium in the solution.
Во втором варианте способа, когда в состав минерализованного раствора вносят соль марганца (II), в приэлектродном слое, когда рН достигает 5-8, начинается гидролиз соли марганца с образованием взвеси гидроксида и основных солей марганца (II). Одновременно с этими процессами в результате непрерывной аэрации раствора идет процесс окисления марганца (II) в составе кислородсодержащих соединений до марганца (III, IV). Одновременное протекание этих процессов приводит к образованию пленки оксидов марганца (III, IV) на поверхности углеродного носителя. In the second variant of the method, when a manganese (II) salt is added to the composition of the mineralized solution, in the near-electrode layer, when the pH reaches 5-8, the hydrolysis of the manganese salt begins with the formation of a suspension of hydroxide and basic salts of manganese (II). Simultaneously with these processes, as a result of continuous aeration of the solution, the process of oxidation of manganese (II) in the composition of oxygen-containing compounds to manganese (III, IV) is ongoing. The simultaneous occurrence of these processes leads to the formation of a film of manganese (III, IV) oxides on the surface of the carbon carrier.
В этом случае концентрирование стронция и кальция происходит как за счет осаждения в виде карбонатов и соосаждения стронция с карбонатом кальция, так и за счет их соосаждения с образовавшимися оксидами марганца (III, IV). In this case, the concentration of strontium and calcium occurs both due to precipitation in the form of carbonates and coprecipitation of strontium with calcium carbonate, and due to their coprecipitation with the formed manganese oxides (III, IV).
Равномерное заряжение рабочего электрода до постоянного значения потенциала, отстоящего от стационарного потенциала погружения на (-0,1)-(-1,6) В, достаточное количество CO2 в приэлектродном слое (за счет аэрации очищаемого раствора) и оптимальное время выдержки электрода при достигнутом значении потенциала обеспечивают более полное осаждение стронция и кальция на объемном электроде с развитой поверхностью в предпочтительной карбонатной форме.Uniform charging of the working electrode to a constant potential value, away from the stationary immersion potential by (-0.1) - (- 1.6) V, a sufficient amount of CO 2 in the near-electrode layer (due to aeration of the solution being cleaned) and the optimal electrode holding time for the achieved value of the potential provides a more complete deposition of strontium and calcium on the bulk electrode with a developed surface in the preferred carbonate form.
Крайние значения сдвига потенциала относительно потенциала погружения обусловлены тем, что при сдвиге потенциала в катодную область до значений менее чем на -0,1 В, процесс идет непроизводительно даже в течение 4,5 часов. Наибольший сдвиг потенциала (на -1,6 В) ограничен значением потенциала, выше которого начинается интенсивное газовыделение на катоде, что препятствует эффективному осаждению на катоде осадка стронция и кальция. The extreme values of the potential shift relative to the immersion potential are due to the fact that when the potential is shifted to the cathode region to values less than -0.1 V, the process goes unproductive even for 4.5 hours. The largest potential shift (by -1.6 V) is limited by the value of the potential above which intense gas evolution begins at the cathode, which prevents the effective deposition of strontium and calcium deposits on the cathode.
При осуществлении второго варианта способа в пределах заявляемых значений потенциалов в приэлектродном слое идет образование гидроксида Мn (II) с последующим переходом его в оксиды марганца (III, IV). In the implementation of the second variant of the method, the formation of Mn (II) hydroxide occurs within the declared potential values in the electrode layer, followed by its transition to manganese (III, IV) oxides.
Количественное содержание двухвалентного марганца в очищаемом растворе не более 1 г/л обосновано опытным путем. При использовании таких растворов с невысокой концентрацией марганца не наблюдается частичного восстановления марганца до металла и выпадения осадка гидроксида марганца по объему раствора и на стенках электрохимической ячейки. The quantitative content of divalent manganese in the solution to be purified is not more than 1 g / l was justified experimentally. When using such solutions with a low concentration of manganese, there is no partial reduction of manganese to metal and precipitation of manganese hydroxide over the volume of the solution and on the walls of the electrochemical cell.
Экспериментально установлено, что очистка по первому варианту способа идет, когда концентрация очищаемого минерализованного раствора по NaCl лежит в пределах 0,05-0,5 н., а для второго варианта - в пределах 0,05-1 н., что определяет область применения вариантов способа очистки на практике. It was experimentally established that the cleaning according to the first variant of the method occurs when the concentration of the purified mineralized solution by NaCl is in the range of 0.05-0.5 N, and for the second variant it is in the range of 0.05-1 N, which determines the scope variants of the cleaning method in practice.
Таким образом, заявляемый способ очистки минерализованных вод от стронция и кальция при их совместном присутствии обеспечивает их осаждение на катоде в виде малорастворимых соединений (карбонатов), что приводит к увеличению полноты осаждения кальция и стронция в сравнении с известным способом, условия осуществления которого приводят к осаждению кальция и стронция как в карбонатной форме, так и в более растворимой гидроксидной форме. Thus, the inventive method of purification of mineralized water from strontium and calcium when they are together provides for their deposition on the cathode in the form of sparingly soluble compounds (carbonates), which leads to an increase in the completeness of precipitation of calcium and strontium in comparison with the known method, the implementation conditions of which lead to precipitation calcium and strontium both in carbonate form and in more soluble hydroxide form.
Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами. Очистку минерализованного раствора от стронция и кальция в условиях, соответствующих технической сущности предлагаемого изобретения, ведут в стандартной электрохимической ячейке. В примерах показатели емкости даны в мг/г электродного материала, а коэффициента распределения (Кd) - в см3/г.The possibility of implementing the method is confirmed by the following examples. Purification of the mineralized solution from strontium and calcium under conditions corresponding to the technical nature of the invention is carried out in a standard electrochemical cell. In the examples, the capacity indicators are given in mg / g of electrode material, and the distribution coefficient (K d ) in cm 3 / g.
ПРИМЕР 1 (первый вариант). Навеску углеродного волокна марки "Актилен-Б" массой 0,1749 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,1 н. раствор NaCl (объем 72 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 13,9 мкг/мл Sr. Затем рабочий электрод равномерно заряжают (скорость заряжения - 0,25 мВ/с) до достижения постоянного значения потенциала -0,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -0,708 В) и выдерживают при данном значении потенциала в течение 4 часов при непрерывной аэрации раствора. По завершении процесса определяют емкость волокна по Са и Sr. Емкость по кальцию составляет 52,3, Kd=4357; емкость по стронцию - 3,7, Kd=732.EXAMPLE 1 (first option). A portion of carbon fiber brand "Aktilen-B" weighing 0.1749 g as a working electrode is immersed in 0.1 N. NaCl solution (72 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 13.9 μg / ml Sr. Then, the working electrode is uniformly charged (charging rate 0.25 mV / s) until a constant potential value of -0.7 V relative to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -0.708 V) and maintained at this value of the potential for 4 hours with continuous aeration of the solution. At the end of the process, the fiber capacity is determined by Ca and Sr. The calcium capacity is 52.3, K d = 4357; the strontium capacity is 3.7, K d = 732.
ПРИМЕР 2 (первый вариант). Навеску углеродного волокна марки "Актилен-Б"-окисленный, массой 0,1270 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,1 н. раствор NaCl (объем 57 мл), содержащий 175 мкг/мл Са и 17,5 мкг/мл Sr. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -0,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,15 В) и выдерживают при этом значении потенциала в течение 4 часов в условиях непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 75,6, Кd=11634; емкость по стронцию - 7,6, Кd=15260.EXAMPLE 2 (first option). A portion of carbon fiber brand "Aktilen-B" -oxidized, weighing 0.1270 g as a working electrode is immersed in 0.1 N. NaCl solution (57 ml volume) containing 175 μg / ml Ca and 17.5 μg / ml Sr. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -0.7 V relative to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -1.15 V) and maintain at this value of the potential for 4 hours under continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 75.6, K d = 11634; the strontium capacity is 7.6, K d = 15260.
ПРИМЕР 3 (первый вариант). Навеску сорбента, представляющего собой оксиды марганца (III, IV), нанесенные на окисленное углеродное волокно марки "Актилен-Б", с содержанием Мn 56,1 мг/г носителя, массой 0,0286 г, погружают в качестве рабочего электрода в 0,1 н. раствор NaCl (объем 57 мл), содержащий 160 мкг/мл Са и 17,5 мкг/мл Sr. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -0,5 В (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -0,68 В) и выдерживают при этом значении потенциала в течение 4 часов при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 215,2, Кd=4139; емкость по стронцию - 20,9; Кd=2989.EXAMPLE 3 (first option). A portion of the sorbent, which is manganese (III, IV) oxides, deposited on an Aktilen-B brand oxidized carbon fiber, with a Mn content of 56.1 mg / g of support, weighing 0.0286 g, is immersed as 0 working electrode. 1 n NaCl solution (57 ml volume) containing 160 μg / ml Ca and 17.5 μg / ml Sr. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -0.5 V is reached (the shift relative to the stationary immersion potential is -0.68 V) and the potential is maintained at this value for 4 hours with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 215.2, K d = 4139; strontium capacity - 20.9; K d = 2989.
ПРИМЕР 4 (первый вариант). Навеску неорганического сорбента (ионообменника) на основе оксидов марганца (III, IV) получают взаимодействием в растворе хлорида марганца с гидроксидом натрия с последующим окислением полученной суспензии перманганатом натрия (по пат. РФ 2094115). Состав такого ионообменника соответствует формуле Na0,25MnO1,94. Навеску данного гранулированного сорбента массой 0,05 г помещают в золотую сетку и используют в качестве рабочего электрода, который погружают в 0,1 н. раствор NaCl (объем 72 мл), содержащий 140 мг/мл Са и 14 мг/мл Sr. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -0,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,01 В). При данном значении потенциала выдерживают рабочий электрод в течение 4 часов в условии непрерывной аэрации раствора. По завершении процесса определяют содержание Са и Sr в растворе.EXAMPLE 4 (first option). A portion of an inorganic sorbent (ion exchanger) based on manganese (III, IV) oxides is obtained by reacting a solution of manganese chloride with sodium hydroxide followed by oxidation of the resulting suspension with sodium permanganate (US Pat. RF 2094115). The composition of such an ion exchanger corresponds to the formula Na 0.25 MnO 1.94 . A portion of this granular sorbent weighing 0.05 g is placed in a gold mesh and used as a working electrode, which is immersed in 0.1 N. NaCl solution (72 ml volume) containing 140 mg / ml Ca and 14 mg / ml Sr. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -0.7 V relative to h.s. comparison (the shift relative to the stationary immersion potential is -1.01 V). At this potential value, the working electrode is maintained for 4 hours under the condition of continuous aeration of the solution. Upon completion of the process, the content of Ca and Sr in the solution is determined.
Емкость по кальцию составляет 172,8, Kd=8640; емкость по стронцию - 13,8, Kd=3142.The calcium capacity is 172.8, K d = 8640; the strontium capacity is 13.8, K d = 3142.
ПРИМЕР 5 (первый вариант). Проверка сорбционных свойств сорбента по примеру 4 в статических условиях (без поляризации). EXAMPLE 5 (first option). Check the sorption properties of the sorbent according to example 4 in static conditions (without polarization).
Навеску гранулированного сорбента на основе оксидов марганца (III, IV) массой 0,05 г встряхивают с 72 мл 0,1 н. раствора NaCl, содержащего 140 мг/мл Са и 14 мг/мл Sr в течение около 5 часов (время, соответствующее времени заряжения и выдержки в примере 4). Затем сорбент отделяют фильтрованием и определяют количество сорбированных кальция и стронция. A portion of a granular sorbent based on manganese (III, IV) oxides weighing 0.05 g is shaken with 72 ml of 0.1 N. NaCl solution containing 140 mg / ml Ca and 14 mg / ml Sr for about 5 hours (time corresponding to the charging and holding times in Example 4). Then the sorbent is separated by filtration and the amount of sorbed calcium and strontium is determined.
Емкость по кальцию составляет 43,2, Kd=393; емкость по стронцию - 7,344, Kd=825.The calcium capacity is 43.2, K d = 393; the strontium capacity is 7.344, K d = 825.
ПРИМЕР 6 (второй вариант). Навеску углеродного волокна "Актилен-Б"-окисл. массой 0,1712 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,05 н. раствор NaCl (объем 71,5 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 7,0 мкг/мл Sr, в который дополнительно вносят 10 мг Мn (содержание ионов Мn в растворе 0,14 г/л). Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -1,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,15 В) и выдерживают при достигнутом значении потенциала в течение 4 часов при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 39,1, Кd=853; емкость по стронцию - 1,1, Kd=246.EXAMPLE 6 (second option). A portion of carbon fiber "Aktilen-B" -oxid. weighing 0.1712 g as a working electrode is immersed in 0.05 N. NaCl solution (71.5 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 7.0 μg / ml Sr, in which 10 mg Mn is additionally added (the content of Mn ions in the solution is 0.14 g / l). Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -1.7 V is reached with respect to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -1.15 V) and maintained at the reached value of the potential for 4 hours with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 39.1, K d = 853; the strontium capacity is 1.1, K d = 246.
ПРИМЕР 7 (второй вариант). Навеску углеродного волокна "Актилен-Б"-окисл. массой 0,1463 г в качестве рабочего электрода погружают в 1 н. раствор NaCl (объем 71,5 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 7 мкг/мл Sr, в который дополнительно вносят 10 мг Мn. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -0,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,15 В) и выдерживают при достигнутом значении потенциала в течение 4 часов при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 56,7, Kd= 2362; емкость по стронцию - 1,7, Кd=488.EXAMPLE 7 (second option). A portion of carbon fiber "Aktilen-B" -oxid. weighing 0.1463 g as a working electrode is immersed in 1 N. NaCl solution (71.5 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 7 μg / ml Sr, in which 10 mg Mn is additionally added. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -0.7 V relative to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -1.15 V) and maintained at the reached value of the potential for 4 hours with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 56.7, K d = 2362; the strontium capacity is 1.7, K d = 488.
ПРИМЕР 8 (второй вариант). Навеску углеродного волокна "Актилен-Б"-окисл. массой 0,1447 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,2 н. раствор NaCl (объем 71,5 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 7 мкг/мл Sr, в который дополнительно вносят 10 мг Мn. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -0,7 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,15 В) и выдерживают при достигнутом значении потенциала в течение 4 часов при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 62,3, Kd= 4447; емкость по стронцию - 2,7, Кd=1808.EXAMPLE 8 (second option). A portion of carbon fiber "Aktilen-B" -oxid. weighing 0.1447 g as a working electrode is immersed in 0.2 N. NaCl solution (71.5 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 7 μg / ml Sr, in which 10 mg Mn is additionally added. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -0.7 V relative to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -1.15 V) and maintained at the reached value of the potential for 4 hours with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 62.3, K d = 4447; the strontium capacity is 2.7, K d = 1808.
ПРИМЕР 9 (второй вариант). Навеску углеродного волокна "Актилен-Б"-окисл. массой 0,1570 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,1 н. раствор NaCl (объем 71,5 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 7 мкг/мл Sr, в который дополнительно вносят 10 мг Мn. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала +0,35 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -0,1В) и выдерживают при заданном значении потенциала в течение 4,5 часов при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 19,9, Kd= 195; емкость по стронцию - 0,46, Kd=76.EXAMPLE 9 (second option). A portion of carbon fiber "Aktilen-B" -oxid. weighing 0.1570 g as a working electrode is immersed in 0.1 N. NaCl solution (71.5 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 7 μg / ml Sr, in which 10 mg Mn is additionally added. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of +0.35 V is reached relative to the H.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -0.1 V) and maintained at a given value of the potential for 4.5 hours with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 19.9, K d = 195; the strontium capacity is 0.46, K d = 76.
ПРИМЕР 10 (второй вариант). Навеску углеродного волокна "Актилен-Б"-окисл. массой 0,1561 г в качестве рабочего электрода погружают в 0,1 н. раствор NaCl (объем 72 мл), содержащий 140 мкг/мл Са и 13,9 мкг/мл Sr, в который дополнительно вносят 10 мг Мn. Затем рабочий электрод равномерно заряжают до достижения постоянного значения потенциала -1,2 В относительно х.с.э. сравнения (сдвиг относительно стационарного потенциала погружения составляет -1,6 В) и выдерживают при достигнутом значении потенциала в течение 1 часа при непрерывной аэрации раствора. Емкость по кальцию составляет 21,6, Кd= 235; емкость по стронцию - 2,7, Кd=340.EXAMPLE 10 (second option). A portion of carbon fiber "Aktilen-B" -oxid. weighing 0.1561 g as a working electrode is immersed in 0.1 N. NaCl solution (72 ml volume) containing 140 μg / ml Ca and 13.9 μg / ml Sr, in which 10 mg Mn is additionally added. Then, the working electrode is uniformly charged until a constant potential value of -1.2 V is reached with respect to h.s. comparison (the shift relative to the stationary potential of immersion is -1.6 V) and maintained at the reached value of the potential for 1 hour with continuous aeration of the solution. The calcium capacity is 21.6, K d = 235; the strontium capacity is 2.7, K d = 340.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133998/15A RU2223232C1 (en) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133998/15A RU2223232C1 (en) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2223232C1 true RU2223232C1 (en) | 2004-02-10 |
| RU2002133998A RU2002133998A (en) | 2004-06-27 |
Family
ID=32173486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133998/15A RU2223232C1 (en) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2223232C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1583362A1 (en) * | 1988-03-17 | 1990-08-07 | Кишиневское научно-производственное объединение "Технология" | Method and apparatus for electrochemical treatment of waste water |
| RU2083500C1 (en) * | 1993-12-02 | 1997-07-10 | Евгений Геннадьевич Абрамов | Method and apparatus for sorption treatment of water |
| RU2110482C1 (en) * | 1997-03-19 | 1998-05-10 | Вестерн Пасифик Компани Инк. | Method and apparatus for controlled sorption of soluble organic substances and heavy metal ions from aqueous solution |
-
2002
- 2002-12-17 RU RU2002133998/15A patent/RU2223232C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1583362A1 (en) * | 1988-03-17 | 1990-08-07 | Кишиневское научно-производственное объединение "Технология" | Method and apparatus for electrochemical treatment of waste water |
| RU2083500C1 (en) * | 1993-12-02 | 1997-07-10 | Евгений Геннадьевич Абрамов | Method and apparatus for sorption treatment of water |
| RU2110482C1 (en) * | 1997-03-19 | 1998-05-10 | Вестерн Пасифик Компани Инк. | Method and apparatus for controlled sorption of soluble organic substances and heavy metal ions from aqueous solution |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СВЕШНИКОВА Д.А. и др. Электросорбция ионов стронция и кальция на активированном угле, Химия и технология воды, 1993, т. 15, № 4, с.250-254. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0140444B1 (en) | A process for removing of heavy metals from water in particular from waste water | |
| CA2292582A1 (en) | A process for the treatment of effluent streams | |
| JP4766719B1 (en) | Disposal method of leachate at final disposal site | |
| KR100566358B1 (en) | How to treat water, soil, sediment and / or sludge | |
| WO2012023742A2 (en) | Potabilization method and apparatus for producing potable water from desalinated seawater | |
| RU2223232C1 (en) | Method of removing strontium and calcium ions from aqueous solutions (options) | |
| CN115244012B (en) | Methods for treating water, sediment and/or sludge | |
| US8133838B2 (en) | Water purification material | |
| WO2005073133A1 (en) | Electrochemical method for the removal of arsenate from drinking water | |
| JP2002361258A (en) | Method for removing phosphorus from water to be treated using electric field | |
| KR100441405B1 (en) | A method for anion removal by forming chemical precipitation under an electric field and a continuous process for anion removal | |
| US12365589B2 (en) | Process for treating waters, soils, sediments and/or sludges | |
| JP4255390B2 (en) | Disassembling method | |
| FI87582B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV ALKALIMETALLKLORAT | |
| JPH11319411A (en) | Water cleaning agent containing shell fossil and water cleaning method using the agent | |
| RU2064898C1 (en) | Method of sewage purification from mercury compounds | |
| JP2004512930A (en) | Water treatment processes and compositions | |
| RU2023673C1 (en) | Method of sewage treatment from iron ions and nonferrous metals | |
| JP3026136B2 (en) | Desulfurization wastewater treatment method | |
| SU941309A1 (en) | Method of purifying waste water from arsenic | |
| JP4392493B2 (en) | Method for removing and recovering phosphorus | |
| JPH078751A (en) | Desulfurization wastewater treatment electrodialysis device and desulfurization wastewater treatment method using the same | |
| RU2085511C1 (en) | Method of sewage treatment from heavy metal ions | |
| RU2080305C1 (en) | Process for deferrization and stabilization of natural waters | |
| SU1330079A1 (en) | Method of purifying effluents from zinc ions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141218 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181218 |