RU2350567C1 - Method of metal ion recovery from solutions - Google Patents
Method of metal ion recovery from solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350567C1 RU2350567C1 RU2007141311/15A RU2007141311A RU2350567C1 RU 2350567 C1 RU2350567 C1 RU 2350567C1 RU 2007141311/15 A RU2007141311/15 A RU 2007141311/15A RU 2007141311 A RU2007141311 A RU 2007141311A RU 2350567 C1 RU2350567 C1 RU 2350567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- metal ions
- solutions
- reactor
- exchange resin
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 27
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 15
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 11
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 11
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 6
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- -1 mercury ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000002081 peroxide group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу очистки сточных вод и может быть использовано в химической и металлургической промышленности при очистке сточных вод от ионов металлов.The invention relates to a method for wastewater treatment and can be used in the chemical and metallurgical industries for wastewater treatment from metal ions.
Известен способ очистки сточной воды от ионов цветных металлов и органических примесей, заключающийся в обработке сточных вод смешанным сорбентом, состоящим из золы и опилок (АС 833553, С02F 1/28, С01G 13/00, 1981).A known method of treating wastewater from non-ferrous metal ions and organic impurities, which consists in treating wastewater with a mixed sorbent consisting of ash and sawdust (AC 833553, С02F 1/28, С01G 13/00, 1981).
Недостатками этого способа является невозможность извлечения этим сорбентом ионов ртути и кобальта, т.е. ограниченная область его применения, а также невозможность многократного использования.The disadvantages of this method is the inability to extract mercury and cobalt ions by this sorbent, i.e. limited scope of its application, as well as the inability to reuse.
Известен способ очистки сточных вод от ионов металлов и органических примесей путем пропускания через сорбционную колонну, наполненную смешанным сорбентом, состоящим из резиновой крошки и золы (АС 986862, МКИ С02F 1/28, 1983).A known method of treating wastewater from metal ions and organic impurities by passing through a sorption column filled with a mixed sorbent consisting of crumb rubber and ash (AC 986862, MKI C02F 1/28, 1983).
Недостатками этого способа являются: невозможность десорбции ионов металлов из сорбента, а также ограниченная область применения предлагаемого сорбента из-за невозможности извлечения ионов ртути и кобальта из сточных вод.The disadvantages of this method are: the impossibility of desorption of metal ions from the sorbent, as well as the limited scope of the proposed sorbent due to the inability to extract mercury and cobalt ions from wastewater.
Известен способ извлечения ионов переходных металлов из слабокислых растворов их солей с использованием карбоксильного ионообменного волокна. ВИОН КН-1 (Энтальпия и термокинетика сорбции ионов 3d-металлов карбоксильным ионообменным волокном ВИОН КН-1 / Копылова В.Д., Вальдман А.И., Вальдман Д.И., Портных И.В., Иванова Т.И. // Журнал прикладной химии. - 1996. - N 2. - С.302).A known method of extracting transition metal ions from weakly acid solutions of their salts using a carboxy ion-exchange fiber. VION KN-1 (Enthalpy and thermokinetics of sorption of 3d metal ions by a carboxyl ion-exchange fiber VION KN-1 / Kopylova V.D., Valdman A.I., Valdman D.I., Portnykh I.V., Ivanova T.I. // Journal of Applied Chemistry. - 1996. - N 2. - P.302).
Недостатками предложенного метода являются низкая статическая, сорбционная емкость сорбента, невозможность работы в агрессивных средах, низкая механическая прочность. Предлагаемым методом нельзя извлекать ионы ртути из растворов.The disadvantages of the proposed method are low static, sorption capacity of the sorbent, the inability to work in aggressive environments, low mechanical strength. The proposed method cannot remove mercury ions from solutions.
Наиболее близким является способ извлечения ионов металлов из растворов путем сорбции на катионите, причем в качестве катионита используют продукт взаимодействия пероксидированной резиновой крошки с концентрацией пероксидных групп 1-5,6% с акриловой кислотой в массовом соотношении 1:1-1,5, полученный в присутствии активатора распада пероксидных групп, а сорбцию ведут при рН 3,5-7,8 (Патент РФ №2161136, МКИ С02F 1/42, 2000 г.).The closest is the method of extraction of metal ions from solutions by sorption on cation exchange resin, and the product of the interaction of peroxidized rubber crumbs with a concentration of peroxide groups of 1-5.6% with acrylic acid in a mass ratio of 1: 1-1.5, obtained in the presence of an activator of the decomposition of peroxide groups, and sorption is carried out at a pH of 3.5-7.8 (RF Patent No. 2161136, MKI C02F 1/42, 2000).
Недостатком предложенного способа является сложный способ получения катионита и относительная низкая сорбционная способность катионита.The disadvantage of the proposed method is a complex method for producing cation exchange resin and the relatively low sorption ability of cation exchange resin.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка нового способа очистки сточных вод от ионов металлов, позволяющего расширить область применения катионита.The objective of the proposed technical solution is to develop a new method of wastewater treatment from metal ions, which allows to expand the scope of cation exchange resin.
Техническим результатом является повышение сорбционной емкости катионита, увеличение количества сорбируемых ионов.The technical result is an increase in the sorption capacity of cation exchange resin, an increase in the number of adsorbed ions.
Поставленный технический результат достигается в способе извлечения ионов металлов из растворов путем сорбции катионитом на основе модифицированной крошки, полученной путем прививки акриловой кислоты на резиновую крошку, отличающимся тем, что резиновую крошку предварительно обрабатывают газообразными оксидами азота при температуре 25-50°С, с получением конечного продукта с кислотным числом 8.74-12.04 мг КОН/г. В качестве резиновой крошки используют измельченную протекторную резину с размером частиц 0,125-1,0 мм.The technical result achieved is achieved in a method for extracting metal ions from solutions by sorption with cation exchange resin based on modified crumbs obtained by grafting acrylic acid onto rubber crumb, characterized in that the rubber crumb is pretreated with gaseous nitrogen oxides at a temperature of 25-50 ° C to obtain the final product with an acid number of 8.74-12.04 mg KOH / g. As crumb rubber, crushed tread rubber with a particle size of 0.125-1.0 mm is used.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Для получения катионита используют предварительно фракционированную резиновую крошку (РК) измельченных автомобильных покрышек. Фракционирование РК проводят на виброситах с диаметром отверстий 0.125, 0.2, 0.63, 1.0 мм. Для приготовления катионита используют крошку, оставшуюся на ситах, соответствующую размерам 0.125-1.0. Это оптимальный исходный размер, необходимый для получения ионообменника с кислотным числом 8.74-12.04 мг КОН/г, обеспечивающего высокую сорбционную емкость.To obtain cation exchange resin, a pre-fractionated rubber crumb (RC) of crushed automobile tires is used. RK fractionation is carried out on vibrating screens with a hole diameter of 0.125, 0.2, 0.63, 1.0 mm. For the preparation of cation exchange resin, crumbs remaining on the sieves are used, corresponding to sizes 0.125-1.0. This is the optimal initial size required to obtain an ion exchanger with an acid number of 8.74-12.04 mg KOH / g, providing a high sorption capacity.
Модификацию разделенной по фракциям РК проводят в круглодонном реакторе, снабженном ртутным манометром. Навеску протекторной резиновой крошки загружают в реактор, термостатируют и вакуумируют. Вакуум снимают путем заполнения реактора оксидами азота до выравнивания давления с атмосферным, о чем судят по ртутному манометру. В результате химического взаимодействия оксиды азота хемосорбируются на поверхности резиновой крошки, давление в реакторе опять уменьшается. Обработку ведут до достижении постоянного давления в колбе. Затем полученный продукт повторно вакуумируют до постоянной массы, приливают к нему водный раствор акриловой кислоты. Реакционную смесь нагревают на водяной бане до 65°С и выдерживают при этой температуре в течение 5 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, крошку отфильтровывают, промывают дистиллированной водой до нейтрального рН промывных вод и сушат до постоянной массы.Modification of the fractions separated by fractions of the Republic of Kazakhstan is carried out in a round-bottom reactor equipped with a mercury manometer. A portion of the tread rubber crumb is loaded into the reactor, thermostatic and vacuum. The vacuum is removed by filling the reactor with nitrogen oxides to equalize the pressure with atmospheric pressure, as judged by the mercury manometer. As a result of chemical interaction, nitrogen oxides are chemisorbed on the surface of rubber crumb, the pressure in the reactor decreases again. Processing is carried out until a constant pressure in the flask is achieved. Then the resulting product is re-vacuum to constant weight, an aqueous solution of acrylic acid is poured onto it. The reaction mixture is heated in a water bath to 65 ° C and maintained at this temperature for 5 hours. At the end of the reaction, the mixture is cooled, the chips are filtered off, washed with distilled water to a neutral pH of the washings and dried to constant weight.
Учитывая, что резиновые смеси для автомобильных покрышек получают на основе каучуков общего назначения (натурального, изопренового, бутадиен-стирольного и др.), содержащих в основной цепи двойные связи, а так же то, что при вулканизации используется не более 5% общего количества двойных связей, процесс образования функциональных групп можно представить схемой на примере изопренового каучука:Considering that rubber compounds for automobile tires are obtained on the basis of general-purpose rubbers (natural, isoprene, styrene-butadiene, etc.) containing double bonds in the main chain, as well as the fact that no more than 5% of the total number of double bonds is used in vulcanization bonds, the process of the formation of functional groups can be represented by the scheme on the example of isoprene rubber:
Помимо приведенной схемы образования карбоксильных групп имеет место образование долгоживущих радикалов на полимерной матрице РК. Схема их образования представлена ниже.In addition to the above scheme for the formation of carboxyl groups, the formation of long-lived radicals on the polymer matrix of RK takes place. The scheme of their formation is presented below.
Обрабатывая полученную РК различными мономерами, содержащими двойные связи и имеющими функциональные карбоксильные группировки, например акриловой кислотой, можно получить катионит с повышенным содержанием функциональных групп на поверхности.Processing the obtained RK with various monomers containing double bonds and having functional carboxyl groups, for example, acrylic acid, it is possible to obtain cation exchange resin with a high content of functional groups on the surface.
Таким образом, предлагаемым методом можно получить привитой сополимер на поверхности РК.Thus, the proposed method can be obtained grafted copolymer on the surface of the Republic of Kazakhstan.
Предложенный метод позволяет получить катионит с лучшими свойствами и может быть использован как в кислой (Н-форме) RCOOH, так и в солевой (Na-форме) RCOONa.The proposed method allows to obtain cation exchange resin with better properties and can be used both in acidic (H-form) RCOOH and in salt (Na-form) RCOONa.
Сорбция ионов металлов происходит в результате замещения подвижного атома водорода (натрия) в карбоксильной группе на ионы металла, находящиеся в растворе. У ионизированной формы катионита происходит перераспределение электронной плотности и образование равноценных атомов кислорода, которые взаимодействуют с ионами переходных метеллов вследствие реализации полярной ковалентной связи с образованием симметричных четырехчленных циклов:
Сорбционная емкость материала зависит от количества присоединенных функциональных групп на поверхности модифицированной резиновой крошки, характеризуемых кислотным числом образца ионообменника. Сшитая, эластичная, устойчивая к воде полимерная основа катионита позволяет сорбировать ионы металлов в различных средах в широких пределах рН раствора.The sorption capacity of the material depends on the number of attached functional groups on the surface of the modified rubber crumb, characterized by the acid number of the ion exchanger sample. The crosslinked, elastic, water-resistant polymer base of the cation exchanger allows sorption of metal ions in various media over a wide range of pH of the solution.
Взаимодействие оксидов азота с резиновой крошкой автомобильного протектора, протекая по общим закономерностям топохимических процессов, имеет механизм, аналогичный механизму взаимодействия с непредельными каучуками. Это связано с тем, что автомобильные шины изготавливают из резин на основе изопренового, бутадиенового и бутадиенстирольного каучуков и их смесей. Оптимальные время обработки резиновой крошки определяется временем установившегося постоянным давления в реакторе после заполнения его оксидами азота. С целью достижения максимальной газификации оксидов азота, что обеспечивает равномерную модификацию по всему объему крошки, начальная температура РК и оксидов азота должна быть не менее 25°С (температура кипения оксидов азота 21°С). Превышение начальной температуры более 50°С приводит к деполимеризации полимерной матрицы резиновой крошки, что вызывает ее растворение в водных растворах.The interaction of nitrogen oxides with rubber crumb of the automobile tread, proceeding according to the general laws of topochemical processes, has a mechanism similar to the mechanism of interaction with unsaturated rubbers. This is due to the fact that automobile tires are made from rubbers based on isoprene, butadiene and styrene butadiene rubbers and their mixtures. The optimal processing time for rubber crumb is determined by the time that the pressure in the reactor becomes constant when it is filled with nitrogen oxides. In order to achieve maximum gasification of nitrogen oxides, which ensures uniform modification over the entire volume of crumbs, the initial temperature of the PK and nitrogen oxides should be at least 25 ° C (boiling point of nitrogen oxides 21 ° C). Exceeding the initial temperature of more than 50 ° C leads to the depolymerization of the polymer matrix of rubber crumb, which causes its dissolution in aqueous solutions.
Полученный продукт обрабатывают раствором акриловой кислоты при температуре 65°С. Снижение температуры не позволяет получить максимальное количество функциональных групп на поверхности РК. Превышение температуры приводит к гомополимеризации акриловой кислоты, что снижает эффективность метода. Время прививки акриловой кислоты определено опытным путем и составило 5 часов. Уменьшение времени прививки не позволяет получить максимальное количество функциональных групп на поверхности РК. Увеличение времени является экономически не целесообразным из-за энергопотерь на нагревание. Соотношение акриловая кислота : РК должно 3:1, что обеспечит максимальное количество функциональных групп на поверхности РК. Повышение температуры прививки акриловой кислоты более 65°С приводит к ее гомополимеризации.The resulting product is treated with a solution of acrylic acid at a temperature of 65 ° C. The decrease in temperature does not allow to obtain the maximum number of functional groups on the surface of the Republic of Kazakhstan. Excess temperature leads to homopolymerization of acrylic acid, which reduces the effectiveness of the method. The time for grafting acrylic acid was determined empirically and amounted to 5 hours. Reducing the time of vaccination does not allow to obtain the maximum number of functional groups on the surface of the Republic of Kazakhstan. The increase in time is not economically feasible due to energy losses due to heating. The ratio of acrylic acid: PK should be 3: 1, which will provide the maximum number of functional groups on the surface of the PK. An increase in the temperature of grafting acrylic acid over 65 ° C leads to its homopolymerization.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Модификацию разделенной по фракциям РК проводят в круглодонном реакторе, снабженном ртутным манометром. Навеску протекторной резиновой крошки загружают в реактор, термостатируют при 25-50°С и вакуумируют. Вакуум снимают путем заполнения реактора оксидами азота до выравнивания давления с атмосферным, о чем судят по ртутному манометру. В результате химического взаимодействия оксиды азота хемосорбируются на поверхности резиновой крошки, давление в реакторе опять уменьшается. Обработку ведут до достижении постоянного давления в реакторе. Затем полученный продукт повторно вакуумируют до постоянной массы и приливают к нему водный раствор акриловой кислоты. Реакционную смесь нагревают на водяной бане до 65°С и выдерживают при этой температуре в течение 5 часов. По окончании реакции смесь охлаждают, крошку отфильтровывают, промывают дистиллированной водой до нейтрального рН промывных вод и сушат до постоянной массы. Средний размер частиц крошки 0.125-1.0 мм. Полученный продукт имеет кислотное число 8.74-12.04 мг КОН/г.Modification of the fractions separated by fractions of the Republic of Kazakhstan is carried out in a round-bottom reactor equipped with a mercury manometer. A portion of the tread rubber crumb is loaded into the reactor, thermostated at 25-50 ° C and vacuum. The vacuum is removed by filling the reactor with nitrogen oxides to equalize the pressure with atmospheric pressure, as judged by the mercury manometer. As a result of chemical interaction, nitrogen oxides are chemisorbed on the surface of rubber crumb, the pressure in the reactor decreases again. Processing is carried out until a constant pressure in the reactor is reached. Then the resulting product is re-vacuum to constant weight and an aqueous solution of acrylic acid is poured onto it. The reaction mixture is heated in a water bath to 65 ° C and maintained at this temperature for 5 hours. At the end of the reaction, the mixture is cooled, the chips are filtered off, washed with distilled water to a neutral pH of the washings and dried to constant weight. The average particle size of the crumbs is 0.125-1.0 mm. The resulting product has an acid value of 8.74-12.04 mg KOH / g.
Определение кислотности крошки проводят обратным титрованием образцов (титрованием 0,1 н. раствором соляной кислоты раствора, полученного после обработки образца крошки в течение 1 часа 0,1 н. раствором гидроксида натрия).Determination of the acidity of the crumbs is carried out by reverse titration of the samples (titration with a 0.1 N hydrochloric acid solution obtained after processing the sample crumbs for 1 hour with 0.1 N sodium hydroxide solution).
Получение модифицированной резиновой крошки и соответствующего катионита иллюстрируется следующими примерами.Obtaining a modified rubber crumb and the corresponding cation exchange resin is illustrated by the following examples.
Пример 1. В реактор объемом 250 мл, снабженный ртутным манометром, загружают 2 г РК размером частиц 0.125 мм и темостатируют при температуре 25°С в течение 5 минут. Затем реактор вакуумируют при остаточном давлении 3 мм рт.ст. в течение 5 минут, после чего его заполняют оксидом азота до выравнивания давления в реакторе с атмосферным. В результате реакции количество оксида азота в реакторе уменьшается, давление опять падает. Реакцию проводят до установления в реакторе постоянного давления, о чем судят по ртутному манометру. Затем полученный продукт повторно вакуумируют от непрореагировавших оксидов азота и приливают к нему водный раствор акриловой кислоты.Example 1. In a reactor with a volume of 250 ml equipped with a mercury manometer, load 2 g of RK with a particle size of 0.125 mm and thermostat at a temperature of 25 ° C for 5 minutes. Then the reactor is evacuated at a residual pressure of 3 mm Hg. for 5 minutes, after which it is filled with nitric oxide to equalize the pressure in the reactor with atmospheric. As a result of the reaction, the amount of nitric oxide in the reactor decreases, the pressure drops again. The reaction is carried out until a constant pressure is established in the reactor, as judged by the mercury manometer. Then, the resulting product is re-vacuum from unreacted nitrogen oxides and an aqueous solution of acrylic acid is poured onto it.
Реакционную смесь нагревают на водяной бане до 65°С и выдерживают при этой температуре 5 часов.The reaction mixture is heated in a water bath to 65 ° C and maintained at this temperature for 5 hours.
После окончания реакции смесь охлаждают, крошку отфильтровывают, промывают дистиллированной водой до нейтрального рН и сушат до постоянной массы. Продукт имеет кислотное число 12.04 мг КОН/г.After the reaction, the mixture is cooled, the chips are filtered off, washed with distilled water to a neutral pH and dried to constant weight. The product has an acid value of 12.04 mg KOH / g.
Пример 2. В отличие от примера 1 в реактор загружают 2 г РК размером частиц 0.125-0,2 мм. Полученный продукт имеет кислотное число 10.76 мг КОН/г.Example 2. In contrast to example 1, 2 g of PK with a particle size of 0.125-0.2 mm are loaded into the reactor. The resulting product has an acid value of 10.76 mg KOH / g.
Пример 3. В отличие от примера 1 в реактор загружают 2 г РК размером частиц 0.2-0.63 мм, а термостатируют при температуре 35°С. Полученный продукт имеет кислотное число 9,08 мг КОН/г.Example 3. Unlike example 1, 2 g of RK with a particle size of 0.2-0.63 mm were loaded into the reactor, and thermostated at a temperature of 35 ° C. The resulting product has an acid value of 9.08 mg KOH / g.
Пример 4. В отличие от примера 1 в реактор помещают 2 г. резиновой крошки размером частиц 0.63-1.0 мм, а термостатируют при температуре 50°С. Продукт имеет кислотное число 8.74 мг КОН/г.Example 4. In contrast to example 1, 2 g of crumb rubber particles with a particle size of 0.63-1.0 mm were placed in a reactor, and thermostated at a temperature of 50 ° C. The product has an acid value of 8.74 mg KOH / g.
Натриевую форму катионита получают обработкой модифицированной РК после прививки кислоты 0,1 н. раствором NaOH, с последующей ее отмывкой до нейтральной реакции промывных вод и сушкой на воздухе.The sodium form of cation exchange resin is obtained by treatment with a modified PK after 0.1 n acid grafting. NaOH solution, followed by washing it to a neutral wash water reaction and drying in air.
Полученные образцы испытывались на предмет извлечения ионов ртути, никеля, кобальта, свинца и меди из водных растворов их солей.The obtained samples were tested for the extraction of ions of mercury, nickel, cobalt, lead and copper from aqueous solutions of their salts.
Пример по извлечению ионов металлов осуществляют следующим образом: в коническую колбу помещают раствор, содержащий ионы металла (5 мг/л) и добавляют 1 г карбоксилсодержащей крошки. После истечения 24 часов определяют концентрацию раствора по стандартной методике (Салдадзе К.М., Пашков А.Б., Титов B.C. Ионообменные высокомолекулярные соединения. - М.: Госхимиздат, 1960. - 365 с).An example for the extraction of metal ions is carried out as follows: a solution containing metal ions (5 mg / L) is placed in a conical flask and 1 g of carboxyl-containing crumb is added. After 24 hours, determine the concentration of the solution according to the standard method (Saldadze K.M., Pashkov AB, Titov B.C. Ion-exchanged high molecular weight compounds. - M .: Goskhimizdat, 1960. - 365 s).
Результаты проведенных исследований представлены в таблице.The results of the studies are presented in the table.
Сорбционная емкость катионитовSorption capacity of cation exchangers
Из представленных данных видно, что в исследованных условиях образцы крошки имеют более высокую сорбционную емкость в Na-форме, чем образцы в Н-форме. Сорбционная емкость катионита по отношению к ионам ртути составляет: для размера 0.2-0.63 мм - 2,49 (для Na-формы - 2,70) мг·экв./г; для размера 0.63-1.0 мм - 2,21 (для Na-формы - 2,40) мг·экв./г.It can be seen from the presented data that under the studied conditions, the crumb samples have a higher sorption capacity in the Na form than the samples in the H form. The sorption capacity of cation exchanger with respect to mercury ions is: for a size of 0.2-0.63 mm - 2.49 (for a Na-form - 2.70) mg · equiv. / G; for the size of 0.63-1.0 mm, 2.21 (for the Na form, 2.40) mg · equiv./g.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141311/15A RU2350567C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Method of metal ion recovery from solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141311/15A RU2350567C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Method of metal ion recovery from solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350567C1 true RU2350567C1 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40542792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007141311/15A RU2350567C1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Method of metal ion recovery from solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350567C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1388255A (en) * | 1972-03-20 | 1975-03-26 | Atomic Energy Commission | Removal of heavy metal contaminants from fluids |
| US4203868A (en) * | 1977-06-22 | 1980-05-20 | Akzo N.V. | Process for preparing carbon which adsorbs metal ions |
| US5192446A (en) * | 1992-01-24 | 1993-03-09 | The Graver Company | Cation exchange resins having an enhanced capacity for iron oxides |
| US6136749A (en) * | 1997-07-28 | 2000-10-24 | Corning Incorporated | Mercury removal catalyst and method of making and using same |
| RU2161136C1 (en) * | 1999-12-14 | 2000-12-27 | Волгоградский государственный технический университет | Method of metal ions recovery from solutions |
| RU2220107C1 (en) * | 2002-12-15 | 2003-12-27 | Волгоградский государственный технический университет | Method of recovering metal ions from solutions |
| RU2221752C1 (en) * | 2002-12-15 | 2004-01-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method of recovering metal ions from solutions |
-
2007
- 2007-11-07 RU RU2007141311/15A patent/RU2350567C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1388255A (en) * | 1972-03-20 | 1975-03-26 | Atomic Energy Commission | Removal of heavy metal contaminants from fluids |
| US4203868A (en) * | 1977-06-22 | 1980-05-20 | Akzo N.V. | Process for preparing carbon which adsorbs metal ions |
| US5192446A (en) * | 1992-01-24 | 1993-03-09 | The Graver Company | Cation exchange resins having an enhanced capacity for iron oxides |
| US6136749A (en) * | 1997-07-28 | 2000-10-24 | Corning Incorporated | Mercury removal catalyst and method of making and using same |
| RU2161136C1 (en) * | 1999-12-14 | 2000-12-27 | Волгоградский государственный технический университет | Method of metal ions recovery from solutions |
| RU2220107C1 (en) * | 2002-12-15 | 2003-12-27 | Волгоградский государственный технический университет | Method of recovering metal ions from solutions |
| RU2221752C1 (en) * | 2002-12-15 | 2004-01-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method of recovering metal ions from solutions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yuan et al. | Purification of phenol-contaminated water by adsorption with quaternized poly (dimethylaminopropyl methacrylamide)-grafted PVBC microspheres | |
| Liao et al. | Comparison of Co2+ adsorption by chitosan and its triethylene-tetramine derivative: performance and mechanism | |
| JP5045269B2 (en) | Particulate cellulose-based adsorbent and method for producing the same | |
| Wang et al. | Novel chitosan-based ions imprinted bio-adsorbent for enhanced adsorption of gallium (III) in acidic solution | |
| US20220395808A1 (en) | Biomass-based hyperbranched adsorption material with multi-adsorption sites to multiple heavy metal ions and preparation method thereof | |
| CN106693923B (en) | A kind of gel for recovering phosphorus in water, its manufacturing method and application | |
| Sihn et al. | Rapid extraction of uranium ions from seawater using novel porous polymeric adsorbents | |
| Chen et al. | Assessment of a novel aminated magnetic adsorbent with excellent adsorption capacity for dyes and drugs | |
| KR102150430B1 (en) | Hybrid bead using persimmon leaf and chitosan for the treatment of aqueous solution contaminated with toxic heavy metal ions and method of the same | |
| MXPA00008351A (en) | Process for preparing monodisperse, crosslinked bead polymers having thiourea groups and their use for adsorbing metal compounds. | |
| Misra et al. | CellUSorb: A high-performance, radiation functionalized cellulose based adsorbent for Uranium (VI) remediation in ground water | |
| JP5455545B2 (en) | Boron adsorbent, boron adsorbent precursor, and method for producing boron adsorbent | |
| Chen et al. | Removal of La (III) by amino-phosphonic acid functionalized polystyrene microspheres prepared via electron beam irradiation | |
| Sun et al. | Enhancement of Cu (II) removal by carbon disulfide modified black wattle tannin gel | |
| US7001963B2 (en) | Cobalt imprinted polymer composition for selective removal of cobalt, process for preparation thereof, and process for removal of cobalt | |
| CN113952940B (en) | Preparation method of surface imprinting microsphere adsorption material for selectively removing Sb ions | |
| RU2350567C1 (en) | Method of metal ion recovery from solutions | |
| JPH0651114B2 (en) | Chitosan-magnetic composite particles and method for producing the same | |
| CN113474300A (en) | Polyamine phosphorus dendrimer materials for metal chelation | |
| CN110115980A (en) | A kind of microsphere adsorbing agent and its preparation method and application of high-selectivity adsorption Cr (VI) | |
| Li et al. | Investigating the adsorption behavior of functional biochar-based porous composite for efficiently removing Cu (ii) in aqueous solution | |
| RU2347614C1 (en) | Method of extracting metal ions from solutions | |
| CN104877090B (en) | A method for preparing ion-imprinted polymers by UV-initiated polymerization at room temperature and its application | |
| Pengfei et al. | Synthesis of PGMA microspheres with amino groups for high-capacity adsorption of Cr (VI) by cerium initiated graft polymerization | |
| RU2161136C1 (en) | Method of metal ions recovery from solutions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091108 |