[go: up one dir, main page]

RU2329948C1 - Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions - Google Patents

Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions Download PDF

Info

Publication number
RU2329948C1
RU2329948C1 RU2007103696/15A RU2007103696A RU2329948C1 RU 2329948 C1 RU2329948 C1 RU 2329948C1 RU 2007103696/15 A RU2007103696/15 A RU 2007103696/15A RU 2007103696 A RU2007103696 A RU 2007103696A RU 2329948 C1 RU2329948 C1 RU 2329948C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
treatment
oxidation
copper ions
temperature
Prior art date
Application number
RU2007103696/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Никифоровна Адеева (RU)
Людмила Никифоровна Адеева
Мари Викторовна Одинцова (RU)
Мария Викторовна Одинцова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского"
Priority to RU2007103696/15A priority Critical patent/RU2329948C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2329948C1 publication Critical patent/RU2329948C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention is related to preparation of sorbents. Method of oxidised coal production from shells of cedar nuts consists in shell incineration at air at temperature of 290-300°C until carbon material is obtained. Prepared material is oxidised by nitric acid or hydrogen peroxide. Sorbent capacity by copper amounts to 0.25 mg-eq/g.
EFFECT: sorbent is affordable and may be used at the stage of sewage water re-treatment from copper ions.
3 cl, 4 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов из отходов растительного сырья, в частности, из скорлупы кедровых орехов, которые могут быть использованы для очистки сточных вод от тяжелых металлов, в частности от меди.The invention relates to a technology for producing sorbents, specifically to methods for producing sorbents from waste plant materials, in particular, from the shell of pine nuts, which can be used to treat wastewater from heavy metals, in particular copper.

Известен способ получения активированного угля из отходов растительного сырья // Способ приготовления активированного угля из растительного сырья. Пат. РФ 2237013, авторы: Тимофеев B.C., Темкин О.Н., Гафаров И.Г. // Способ включает предварительную обработку сырья в резервуарах с водой в течение времени до 2-х месяцев, карбонизацию без доступа воздуха в потоке азота при температуре 300-350 градусов в течение 2-3 часов и активацию в присутствии водяного пара с азотом при 750-850 градусах. В качестве растительного сырья используют скорлупу кокосовых орехов, сахарный тростник, березу, сосну, косточки плодов и ягод. Такой сорбент не является селективным по отношению к ионам тяжелых металлов. Определена емкость сорбента по железу, она составляет 97-99 ммоль/л.A known method of producing activated carbon from waste plant material // A method of preparing activated carbon from plant material. Pat. RF 2237013, authors: Timofeev B.C., Temkin O.N., Gafarov I.G. // The method includes pre-processing of raw materials in water tanks for up to 2 months, carbonization without air in the nitrogen stream at a temperature of 300-350 degrees for 2-3 hours and activation in the presence of water vapor with nitrogen at 750- 850 degrees. Coconut shells, sugarcane, birch, pine, fruit and berry seeds are used as plant materials. Such a sorbent is not selective with respect to heavy metal ions. The iron sorbent capacity was determined; it is 97-99 mmol / l.

Известен также способ получения активированного угля из скорлупы кедровых орехов путем осуществления подбора режимных параметров процессов карбонизации и паровой активации, обеспечивающих получение из скорлупы кедровых орехов пористых углеродных материалов разнообразной структуры [Г.В.Плаксин, О.Н.Бакланова, В.А.Дроздов, В.К.Дуплякин и др. Углеродные сорбенты из скорлупы кедровых орехов. // Химия в интересах устойчивого развития. 2000. №8. С.715-721]. Карбонизацией кедровой скорлупы синтезированы пористые углеродные материалы с молекулярно - ситовой структурой, которые можно использовать для разделения воздуха на O2 и N2. Установлены зависимости, связывающие выход пористых углеродных материалов с условиями активации карбонизованной скорлупы кедровых орехов. Показано, что оптимальный с точки зрения выхода и текстурных характеристик углеродных продуктов состав активирующего агента составляет 25-80% водяного пара и 0-2% кислорода. Полученные в этих условиях активные угли из кедровой скорлупы имеют развитую систему микро- и мезопор. Данные сорбционной емкости по ионам тяжелых металлов отсутствуют. Способ требует больших энергозатрат, т.к. процесс карбонизации и паровой активации осуществляются при температуре 600-700 градусов.There is also known a method for producing activated carbon from pine nutshells by selecting the operating parameters of carbonization and steam activation processes, which provide porous carbon materials of various structures from pineal shells [G.V. Plaksin, O. N. Baklanova, V. A. Drozdov , V.K. Duplyakin et al. Carbon sorbents from pine nutshell. // Chemistry for sustainable development. 2000. No8. S.715-721]. By carbonization of a cedar shell, porous carbon materials with a molecular sieve structure have been synthesized, which can be used to separate air into O 2 and N 2 . Dependencies are established that link the yield of porous carbon materials with the conditions for the activation of the carbonized shell of pine nuts. It is shown that the optimal composition of the activating agent from the point of view of yield and texture characteristics of carbon products is 25-80% water vapor and 0-2% oxygen. Obtained under these conditions, activated carbons from cedar shells have a developed system of micro- and mesopores. No sorption capacity data for heavy metal ions are available. The method requires high energy consumption, because the process of carbonization and steam activation is carried out at a temperature of 600-700 degrees.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения окисленных углей, которые получают путем окисления поверхности карбонизатов различными окислителями, вследствие чего они приобретают способность сорбировать ионы тяжелых металлов. Так в работе // Тарковская И.А., Гоба В.Е. и др. Химия поверхности, сорбционные, ионо- и электронообменные свойства окисленных углей. - В кн.: Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности. М.: Наука, 1983, С 2005-220 // показано, что древесные угли (неактивированные карбонизаты древесины) могут быть окислены с целью нанесения кислородсодержащих функциональных групп на поверхность сорбента. Разработана технология получения углеродных ионообменников (ТУ 81-05-06-80). Например, ДОУ-74 имеет динамическую обменную емкость (ДОЕ) при сорбции меди из раствора хлорида натрия - 1000 мг/г. В качестве окислителей могут быть использованы азотная кислота, гипохлорит натрия, перекись водорода. Для получения окисленных углей скорлупа кедровых орехов не использовалась. Исследования проводили с использованием специально приготовленных серий сорбентов на основе фенолформальдегидной смолы, косточкового угля, древесного угля.Closest to the claimed is a method for producing oxidized coals, which are obtained by oxidizing the surface of carbonizates with various oxidizing agents, as a result of which they acquire the ability to sorb heavy metal ions. So in the work // Tarkovskaya I.A., Goba V.E. et al. Surface chemistry, sorption, ion and electron exchange properties of oxidized coals. - In the book: Carbon adsorbents and their use in industry. M .: Nauka, 1983, 2005–220 // It was shown that charcoal (non-activated wood carbonizates) can be oxidized to deposit oxygen-containing functional groups on the surface of the sorbent. The technology for producing carbon ion exchangers (TU 81-05-06-80) has been developed. For example, DOU-74 has a dynamic exchange capacity (DOE) for sorption of copper from a solution of sodium chloride - 1000 mg / g. As oxidizing agents, nitric acid, sodium hypochlorite, and hydrogen peroxide can be used. The shell of pine nuts was not used to produce oxidized coal. The studies were carried out using specially prepared series of sorbents based on phenol-formaldehyde resin, stone coal, and charcoal.

Недостатком указанного способа является то, что для получения древесных углей (карбонизатов) используют высокие температуры 600-700 градусов, карбонизацию проводят в инертной среде. Это приводит к высокой затратности способа, что ограничивает его использование для переработки больших объемов отходов растительного сырья.The disadvantage of this method is that to obtain charcoal (carbonizates) use high temperatures of 600-700 degrees, carbonization is carried out in an inert atmosphere. This leads to high cost of the method, which limits its use for processing large volumes of waste plant materials.

Задачей изобретения является разработка способа получения окисленного сорбента из скорлупы кедровых орехов для извлечения тяжелых металлов из сточных вод, в частности ионов меди, менее энергоемким методом, чем получение окисленных углей из карбонизатов.The objective of the invention is to develop a method for producing an oxidized sorbent from a pine nut shell for extracting heavy metals from wastewater, in particular copper ions, in a less energy-intensive way than producing oxidized coal from carbonizates.

Менее энергоемким и доступным способом для переработки больших объемов растительных отходов является обработка отходов растительного сырья на воздухе при более низких температурах и последующее окисление поверхности полученного обугленного материала. Окисленные угли являются полифункциональными катионообменниками с широким диапазоном изменения кислотных свойств, обладают сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам благодаря тому, что содержат карбоксильные, лактонные, фенольные группы на поверхности. Обугливание растительного сырья на воздухе исключает использование сложного оборудования.A less energy-intensive and affordable method for processing large volumes of plant waste is the processing of plant waste in air at lower temperatures and the subsequent oxidation of the surface of the obtained carbonized material. Oxidized coals are multifunctional cation exchangers with a wide range of changes in acidic properties, have sorption activity with respect to heavy metals due to the fact that they contain carboxyl, lactone, phenolic groups on the surface. Carbonization of plant materials in the air eliminates the use of sophisticated equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения окисленного угля из растительного сырья для очистки сточных вод от ионов меди, основанном на высокотемпературной обработке растительного сырья и последующем окислении азотной кислотой или перекисью водорода, в качестве растительного сырья используют скорлупу кедровых орехов, которую прокаливают на воздухе при температуре 290-300°С до получения углеродного материала. Окисление перекисью водорода производят химически с использованием раствора или электрохимически в электролитической ванне в момент образования перекиси водорода.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of producing oxidized coal from plant materials for wastewater treatment from copper ions, based on high-temperature processing of plant materials and subsequent oxidation with nitric acid or hydrogen peroxide, pine nutshells are used as plant materials, which are calcined on air at a temperature of 290-300 ° C to obtain a carbon material. Hydrogen peroxide oxidation is carried out chemically using a solution or electrochemically in an electrolytic bath at the time of the formation of hydrogen peroxide.

Для получения сорбента в виде окисленных углей и выбора оптимального способа термообработки и окисления скорлупу кедровых орехов обрабатывали следующим образом: прокаливали скорлупу кедровых орехов в муфельной печи при доступе воздуха в интервале температур 290-300°С. При этой температуре происходит обугливание скорлупы. При прокаливании при температуре выше 300°С происходит уже озоление скорлупы орехов, поэтому далее в исследовании использовали сорбент, полученный при 300°С окисляли полученный углеродный материал химическими или электрохимическими способами.To obtain a sorbent in the form of oxidized coals and to select the optimal method of heat treatment and oxidation, the shells of pine nuts were processed as follows: the shells of pine nuts were calcined in a muffle furnace with air access in the temperature range 290-300 ° С. At this temperature, carbonization of the shell occurs. When annealing occurs at temperatures above 300 ° C, the shelling of the nuts already occurs, therefore, in the study, a sorbent was used; the sorbent obtained at 300 ° C was oxidized by chemical or electrochemical methods.

Вначале проводили окисление прокаленного сорбента растворами HNO3. Концентрацию азотной кислоты изменяли от 10% до концентрированной. После окисления проводили определение кислородсодержащих функциональных групп (карбоксильных, лактонных, фенольных) титрованием растворами оснований разной силы (NaHCO3, Na2CO3, NaOH). Результаты окисления прокаленного сорбента представлены в таблице 1.First, the calcined sorbent was oxidized with HNO 3 solutions. The concentration of nitric acid was varied from 10% to concentrated. After oxidation, oxygen-containing functional groups (carboxyl, lactone, phenolic) were determined by titration with solutions of bases of different strengths (NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , NaOH). The results of the oxidation of the calcined sorbent are presented in table 1.

Таблица 1
Результаты окисления сорбента азотной кислотой
Table 1
The results of the oxidation of the sorbent with nitric acid
концентр. HNO3, %concentrate HNO 3 % время окисления, чoxidation time, h кол-во функциональных групп, мг-экв/гnumber of functional groups, mEq / g ΣNΣN -COOH-COOH Лакт.Lact. -ОН-IT исх.сорбентoriginal absorbent 0,400.40 0,140.14 0,0700,070 0,190.19 1one 0,410.41 0,120.12 0,0900,090 0,200.20 4four 0,430.43 0,140.14 0,120.12 0,170.17 2424 0,460.46 0,160.16 0,0800,080 0,220.22 30thirty 1one 0,440.44 0,190.19 0,0400,040 0,210.21 4four 0,460.46 0,160.16 0,0800,080 0,220.22 88 0,500.50 0,150.15 0,0600,060 0,290.29 2424 0,540.54 0,250.25 0,0500,050 0,240.24 концентриованная, 56concentrated 56 1one 0,420.42 0,310.31 0,0400,040 0,070,07 4four 0,470.47 0,320.32 0,0300,030 0,120.12 88 0,540.54 0,340.34 0,0600,060 0,140.14

На исходном сорбенте, полученном при прокаливании, число КФГ составило 0,40 мг-экв/г, -COOH - 0,14 мг-экв/г. Наибольшее число КФГ было достигнуто при окислении концентрированной азотной кислотой за 8 часов (общее число групп после окисления составило 0,54 мг-экв/г, -COOH - 0,34 мг-экв/г. Окисление HNO3 при нагревании увеличивает количество КФГ. Так при нагревании до 80°С в течение 3-5 часов суммарное число групп увеличивается до 0,64 мг-экв/г.On the initial sorbent obtained by calcination, the number of CPH was 0.40 mEq / g, -COOH - 0.14 mEq / g. The highest number of CPH was achieved by oxidation with concentrated nitric acid in 8 hours (the total number of groups after oxidation was 0.54 mEq / g, -COOH 0.34 mEq / g. Oxidation of HNO 3 when heated increases the amount of CPH. So when heated to 80 ° C for 3-5 hours, the total number of groups increases to 0.64 mEq / g.

Таблица 2
Окисление сорбента HNO3 конц при t=80°C
table 2
Oxidation of the sorbent HNO 3 conc at t = 80 ° C
время окисл., чoxidation time, h кол-во функциональных групп, мг-экв/гnumber of functional groups, mEq / g ΣNΣN -СООН-COOH Лакт.Lact. -ОН-IT 0,30.3 0,530.53 0,450.45 0,0100.010 0,070,07 1one 0,600.60 0,400.40 0,0400,040 0,160.16 33 0,620.62 0,500.50 0,100.10 0,020.02 55 0,640.64 0,520.52 0,100.10 0,020.02

Другой способ нанесения кислородсодержащих функциональных групп на поверхность обугленного материала - окисление раствором перекиси водорода концентрации от 5% до 30%. При окислении прокаленного сорбента наибольшее число КФГ (0,68 мг-экв/г) достигается при окислении 15% Н2О2. Дальнейшее увеличение концентрации перекиси водорода практически не приводит к увеличению количества функциональных групп на поверхности.Another way of applying oxygen-containing functional groups to the surface of a carbonized material is to oxidize with a solution of hydrogen peroxide a concentration of from 5% to 30%. During the oxidation of the calcined sorbent, the highest number of CPH (0.68 mEq / g) is achieved with the oxidation of 15% H 2 O 2 . A further increase in the concentration of hydrogen peroxide practically does not lead to an increase in the number of functional groups on the surface.

Таблица 3
Результаты окисления Н2O2 прокаленного сорбента
Table 3
The results of the oxidation of H 2 O 2 calcined sorbent
Н2O2, %H 2 O 2 ,% кол-во функциональных групп, мг-экв/гnumber of functional groups, mEq / g ΣNΣN -СООН-COOH Лакт.Lact. -ОН-IT исх. сорбентref. sorbent 0,400.40 0,140.14 0,070,07 0,190.19 55 0,500.50 0,150.15 0,170.17 0,180.18 1010 0,540.54 0,250.25 0,120.12 0,170.17 15fifteen 0,680.68 0,430.43 0,110.11 0,140.14 30thirty 0,690.69 0,420.42 0,110.11 0,160.16

Для увеличения числа КФГ на поверхности сорбентов, полученных прокаливанием при 300°С, было проведено электрохимическое окисление перекисью водорода.To increase the number of CPH on the surface of sorbents obtained by calcination at 300 ° С, electrochemical oxidation with hydrogen peroxide was carried out.

Для окисления углеродных материалов электрохимическим способом были взяты условия получения перекиси водорода в промышленности.For the oxidation of carbon materials by the electrochemical method, the conditions for producing hydrogen peroxide in industry were taken.

Электролит H2SO4, 5 м; V электролита 95 мл; m сорбента 2,0 г; ia=14 мА/см2.Electrolyte H 2 SO 4 , 5 m; V electrolyte 95 ml; m sorbent 2.0 g; i a = 14 mA / cm 2 .

Электроды: анод - платиновая сетка, катод - Pb.Electrodes: anode - platinum mesh, cathode - Pb.

Электролиз проводили в электрохимической ячейке без диафрагмы.Electrolysis was carried out in an electrochemical cell without a diaphragm.

Окисление сорбентов проводят при различном времени контакта окислителя и углеродных материалов. После электрохимического окисления сорбент отделяют от окислителя и промывают его дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Далее сорбент высушивают в сушильном шкафу при 105°С до постоянного веса. Затем определяют кислородсодержащие функциональные группы нейтрализацией, используя растворы оснований разной силы (NaHCO3, Na2CO3, NaOH).Oxidation of sorbents is carried out at different contact times of the oxidizing agent and carbon materials. After electrochemical oxidation, the sorbent is separated from the oxidizing agent and washed with distilled water until the washings are neutral. Next, the sorbent is dried in an oven at 105 ° C to constant weight. Then, oxygen-containing functional groups are determined by neutralization using solutions of bases of different strengths (NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , NaOH).

Результаты по электрохимическому окислению перекисью водорода прокаленного сорбента приведены в таблице 4.The results of the electrochemical oxidation of hydrogen peroxide by a calcined sorbent are shown in table 4.

Таблица 4
Электрохимическое окисление сорбента перекисью водорода
Table 4
Electrochemical oxidation of the sorbent by hydrogen peroxide
время э/х окисления t, минe / x oxidation time t, min кол-во функциональных групп, мг-экв/гnumber of functional groups, mEq / g ΣNΣN -СООН-COOH Лакт.Lact. -ОН-IT исх. сорбентref. sorbent 0,400.40 0,140.14 0,070,07 0,190.19 20twenty 0,800.80 0,500.50 0,150.15 0,150.15 4040 0,780.78 0,480.48 0,140.14 0,160.16 6060 0,750.75 0,440.44 0,160.16 0,150.15 120120 0,750.75 0,400.40 0,190.19 0,160.16

На прокаленном сорбенте наибольшее число кислородсодержащих функциональных групп образуется в течение 20 минут и составляет 0,80 мг-экв/г, карбоксильных групп - 0,50 мг-экв/г, лактонных групп - 0,15 мг-экв/г, фенольных групп - 0,15 мг-экв/г.On a calcined sorbent, the largest number of oxygen-containing functional groups forms within 20 minutes and amounts to 0.80 mEq / g, carboxyl groups - 0.50 mEq / g, lactone groups - 0.15 mEq / g, phenolic groups 0.15 mEq / g.

Нами были определены характеристики окисленного сорбента: зольность - 1,7%, суммарная пористость - 0,39 см3/г, удельная поверхность по БЭТ - 70 м2/г, сорбционная емкость по ионам меди - 0,25 мг-экв/г. Таким образом, из проведенных авторами исследований, найден способ получения сорбента из скорлупы кедровых орехов с кислородсодержащими функциональными группами на поверхности, которые обеспечивают сорбцию тяжелых металлов на поверхности, в том числе ионов меди.We determined the characteristics of the oxidized sorbent: ash - 1.7%, total porosity - 0.39 cm 3 / g, specific surface area according to BET - 70 m 2 / g, sorption capacity for copper ions - 0.25 mEq / g . Thus, from the studies conducted by the authors, a method was found for producing a sorbent from the shell of pine nuts with oxygen-containing functional groups on the surface, which ensure the sorption of heavy metals on the surface, including copper ions.

Получение сорбента может быть продемонстрировано примерами.Obtaining a sorbent can be demonstrated by examples.

Пример 1. Скорлупу кедрового ореха массой 2 г измельчают до 0,14 мм, прокаливают в муфельной печи при температуре 300°С в течение 30 минут. Затем сорбент заливают концентрированной азотной кислотой и выдерживают при температуре 80°С в течение 5 часов, отделяют сорбент и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Определяют число карбоксильных функциональных групп на поверхности сорбента - 0,52 мг-экв/г. Помещают 1,0 г сорбента в 20 мл раствора хлорида меди с содержанием меди 0,8 мг/л, выдерживают 6 часов. Емкость сорбента по ионам меди составила 0,26 мг-экв/г.Example 1. The shell of a pine nut weighing 2 g is ground to 0.14 mm, calcined in a muffle furnace at a temperature of 300 ° C for 30 minutes. Then the sorbent is poured with concentrated nitric acid and kept at a temperature of 80 ° C for 5 hours, the sorbent is separated and washed with distilled water until neutral. The number of carboxyl functional groups on the surface of the sorbent is determined - 0.52 mEq / g. Place 1.0 g of sorbent in 20 ml of a solution of copper chloride with a copper content of 0.8 mg / l, incubated for 6 hours. The sorbent capacity for copper ions was 0.26 mEq / g.

Пример 2. Скорлупу кедрового ореха массой 2 г измельчают до 0,14 мм, прокаливают в муфельной печи при температуре 300°С в течение 30 минут. Затем сорбент заливают 30% раствором перекиси водорода, выдерживают в течение 6 часов, отделяют сорбент от раствора, промывают дистиллированной водой, определяют число карбоксильных групп на поверхности сорбента - 0,42 мг-экв/г. Помещают 1,0 г сорбента в 20 мл раствора хлорида меди с содержанием меди 0,8 мг/л, выдерживают 6 часов. Емкость сорбента по ионам меди составила 0,25 мг-экв/г.Example 2. The shell of a pine nut weighing 2 g is ground to 0.14 mm, calcined in a muffle furnace at a temperature of 300 ° C for 30 minutes. Then the sorbent is poured with a 30% hydrogen peroxide solution, kept for 6 hours, the sorbent is separated from the solution, washed with distilled water, the number of carboxyl groups on the surface of the sorbent is determined - 0.42 mEq / g. Place 1.0 g of sorbent in 20 ml of a solution of copper chloride with a copper content of 0.8 mg / l, incubated for 6 hours. The sorbent capacity for copper ions was 0.25 mEq / g.

Пример 3. Подготавливают сорбент, как в примерах 1, 2. Навеску угля с размером частиц ≤0,14 мм помещают в электролизе. Во время электролиза навеска поддерживалась в суспензированном состоянии при постоянном механическом перемешивании. Условия окисления сорбента: электролит H2SO4, 5 м; V электролита 95 мл; m сорбента 2,0 г;Example 3. Prepare a sorbent, as in examples 1, 2. A portion of coal with a particle size of ≤0.14 mm is placed in the electrolysis. During electrolysis, the suspension was maintained in suspension with constant mechanical stirring. Sorbent oxidation conditions: electrolyte H 2 SO 4 , 5 m; V electrolyte 95 ml; m sorbent 2.0 g;

ia=14 мА/см2, электроды: анод - платиновая сетка, катод - Pb. Время окисления - 20 минут. Затем сорбент отделяют от электролита, промывают дистиллированной водой, определяют число карбоксильных групп на поверхности сорбента - 0,50 мг-экв/г.i a = 14 mA / cm 2 , electrodes: anode - platinum mesh, cathode - Pb. The oxidation time is 20 minutes. Then the sorbent is separated from the electrolyte, washed with distilled water, the number of carboxyl groups on the surface of the sorbent is determined - 0.50 mEq / g.

Сорбент помещают в сточные воды ОАО Радиозавода «Релеро» г.Омска после очистных сооружений. Стоки были очищены на предприятии методом нейтрализации. В сточных водах концентрация ионов меди составляла 0,041 мг/л (ПДК - 0,003 мг/л). Т.е превышено значение ПДК примерно на порядок. Соотношение окисленного сорбента и объема сточных вод составляла 1:20. Сорбция осуществлялась при перемешивании в течение 6 часов. После доочистки сточных вод от ионов меди концентрация меди снизилась до 0,20 мг/л, т.е. в 2 раза. После повторной очистки новой партией сорбента содержание меди в очищенной воде составило 0,002 мг/л. То есть сорбент извлекает ионы меди на стадии доочистки до ПДК за 2 стадии.The sorbent is placed in the wastewater of the Radio Plant "Relero" OJSC in Omsk after treatment facilities. The effluents were cleaned at the plant by the neutralization method. In wastewater, the concentration of copper ions was 0.041 mg / L (MPC - 0.003 mg / L). That is, the MPC value is exceeded by about an order of magnitude. The ratio of oxidized sorbent to the volume of wastewater was 1:20. Sorption was carried out with stirring for 6 hours. After the wastewater treatment from copper ions, the copper concentration decreased to 0.20 mg / l, i.e. 2 times. After repeated purification by a new batch of sorbent, the copper content in purified water was 0.002 mg / L. That is, the sorbent extracts copper ions at the stage of post-treatment to MPC for 2 stages.

Таким образом, проведенные исследования показали, что может быть получен окисленный сорбент из скорлупы кедровых орехов для извлечения тяжелых металлов из сточных вод после очистных сооружений, в частности ионов меди при обеспечении достаточно хорошей сорбционной способности 8 мг/г (0,25-0,26 мг-экв/г). Кроме того, использование для получения сорбента отхода растительного происхождения - скорлупы кедровых орехов, которой ежегодно в Сибири образуется порядка 6 млн т/год и которая составляет 51-59% от веса самого ореха, позволяет одновременно решить задачу утилизации скорлупы и предотвратить загрязнение окружающей среды отходами переработки растительного сырья.Thus, the studies showed that an oxidized sorbent can be obtained from pine nutshells to extract heavy metals from wastewater after treatment plants, in particular copper ions, while providing a sufficiently good sorption capacity of 8 mg / g (0.25-0.26 mEq / g). In addition, using sorbent of vegetable origin — pine nutshells, which annually produces about 6 million tons per year in Siberia and which accounts for 51-59% of the weight of the nut itself — can simultaneously solve the problem of shell disposal and prevent environmental pollution by waste. processing plant materials.

Claims (3)

1. Способ получения окисленного угля из растительного сырья для очистки сточных вод от ионов меди, основанный на высокотемпературной обработке растительного сырья и последующего окисления азотной кислотой или перекисью водорода, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют скорлупу кедрового ореха, а температурную обработку проводят прокаливанием на воздухе при температуре 290-300°С в течение 30 мин.1. A method of producing oxidized coal from plant materials for the treatment of wastewater from copper ions, based on high-temperature processing of plant materials and subsequent oxidation with nitric acid or hydrogen peroxide, characterized in that cedar shells are used as plant materials, and the temperature treatment is carried out by calcination in air at a temperature of 290-300 ° C for 30 minutes 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление перекисью водорода проводят химически с использованием 15%-ного раствора или электрохимически в электрохимической ячейке с анодом - платиновой сеткой, электролитом 5 М раствором серной кислоты, при плотности тока 14±1 мА/см2 в течение 20 мин.2. The method according to claim 1, characterized in that the oxidation with hydrogen peroxide is carried out chemically using a 15% solution or electrochemically in an electrochemical cell with an anode - a platinum grid, an electrolyte with a 5 M solution of sulfuric acid, at a current density of 14 ± 1 mA / cm 2 for 20 minutes 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокаленную скорлупу кедровых орехов обрабатывают концентрированной азотной кислотой в течение 3 ч при температуре 75-85°С.3. The method according to claim 1, characterized in that the calcined pine nutshell is treated with concentrated nitric acid for 3 hours at a temperature of 75-85 ° C.
RU2007103696/15A 2007-01-30 2007-01-30 Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions RU2329948C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103696/15A RU2329948C1 (en) 2007-01-30 2007-01-30 Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103696/15A RU2329948C1 (en) 2007-01-30 2007-01-30 Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2329948C1 true RU2329948C1 (en) 2008-07-27

Family

ID=39810992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007103696/15A RU2329948C1 (en) 2007-01-30 2007-01-30 Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2329948C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696447C1 (en) * 2018-12-29 2019-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method of producing modified active coal
RU2784073C1 (en) * 2022-06-06 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" Method for obtaining modified sorbent from pine cone waste
CN119488878A (en) * 2024-11-27 2025-02-21 辽宁辽河金宇能源集团有限公司科研分公司 A recyclable sewage treatment agent and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004319C1 (en) * 1992-03-06 1993-12-15 Борис Григорьевич Ершов Process for preparing carboniferous sorbent
RU2064429C1 (en) * 1992-04-09 1996-07-27 Владимир Васильевич Стрелко Carbon sorbent and method for its production
RU2105715C1 (en) * 1994-12-29 1998-02-27 Украинский государственный консорциум ЭКОСОРБ Method for production of carbon cation exchanger
RU2154603C1 (en) * 1999-02-15 2000-08-20 Сибирский государственный технологический университет Activated carbon production process
RU2196732C1 (en) * 2001-11-12 2003-01-20 Томский политехнический университет Method of manufacturing activated carbon from cedar nut shell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004319C1 (en) * 1992-03-06 1993-12-15 Борис Григорьевич Ершов Process for preparing carboniferous sorbent
RU2064429C1 (en) * 1992-04-09 1996-07-27 Владимир Васильевич Стрелко Carbon sorbent and method for its production
RU2105715C1 (en) * 1994-12-29 1998-02-27 Украинский государственный консорциум ЭКОСОРБ Method for production of carbon cation exchanger
RU2154603C1 (en) * 1999-02-15 2000-08-20 Сибирский государственный технологический университет Activated carbon production process
RU2196732C1 (en) * 2001-11-12 2003-01-20 Томский политехнический университет Method of manufacturing activated carbon from cedar nut shell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тарковская И.А. Окисленный уголь Киев: Наукова думка, 1981, с.164-165. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696447C1 (en) * 2018-12-29 2019-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Method of producing modified active coal
RU2784073C1 (en) * 2022-06-06 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" Method for obtaining modified sorbent from pine cone waste
RU2825887C1 (en) * 2023-11-01 2024-09-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Method of producing sorption materials by hydrothermal liquefaction from organic wastes
CN119488878A (en) * 2024-11-27 2025-02-21 辽宁辽河金宇能源集团有限公司科研分公司 A recyclable sewage treatment agent and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11642649B2 (en) Method for preparing biochar from phosphoric acid-modified Enteromorpha prolifera, and use of biochar in removal of cadmium
Erabee et al. Adsorptive treatment of landfill leachate using activated carbon modified with three different methods
CN102701201B (en) A kind of lignin from alkaline paper-making black liquor prepares the method for Powdered Activated Carbon
Kaur et al. Removal of heavy metals from waste water by using various adsorbents-a review
CN110898802B (en) Sludge-based biochar and preparation method and application thereof, acetic acid modified sludge-based biochar and preparation method and application thereof
CN105289562B (en) Heavy metal wastewater thereby recoverying and utilizing method
CN105854800A (en) Method for preparing modified charcoal by utilizing aquatic plant wastes and hydrochloric acid
CN115974079A (en) Preparation process of activated carbon by taking coconut shells as raw materials
CN102874805A (en) Method for preparing porous carbon for wastewater treatment
CN113000023A (en) Graphene oxide modified activated carbon, preparation method thereof and water treatment method
CN102188956A (en) Heavy metal adsorption copolymer with sulfonic acid group and preparation method thereof, and application of heavy metal adsorption copolymer to water treatment
CN105217715B (en) A kind of method that absorbent charcoal material removes processing antibiotic sulfacetamide
CN104418423B (en) A method for treating reverse osmosis concentrated water by catalytic ozonation
RU2329948C1 (en) Method of oxidised coal preparation from phytogenic raw materials for treatment of sewage water from copper ions
CN109908867A (en) A method for enhanced removal of ammonia nitrogen from water by sulfonated biochar
CN117865435A (en) Composite material for sludge dewatering, preparation method thereof and sludge dewatering conditioner
CN102963952A (en) Method for treating oily wastewater
CN109231758B (en) A kind of modified sludge activated carbon heavy metal adsorption material
Patel et al. Study of KOH impregnated jack fruit leaf based carbon as adsorbent for treatment of wastewater contaminated with nickel
CN112452297A (en) Modified biochar material and preparation method and application thereof
Fan et al. Adsorption of Heavy Metals by Adsorbents from Food Waste Residue.
CN119158552A (en) A preparation method of coking wastewater treatment agent
CN105170107A (en) Preparation method for green heavy metal capturing agent
CN116371370A (en) Shaddock peel modified adsorption material and preparation method and application thereof
CN108745358A (en) Preparation method and electrolysis device of catalyst for removing ammonia nitrogen from landfill leachate by electrolysis

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20101208

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110131

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120427

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101208

Effective date: 20130329

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150131