[go: up one dir, main page]

RU2464226C1 - Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости - Google Patents

Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости Download PDF

Info

Publication number
RU2464226C1
RU2464226C1 RU2011119361/02A RU2011119361A RU2464226C1 RU 2464226 C1 RU2464226 C1 RU 2464226C1 RU 2011119361/02 A RU2011119361/02 A RU 2011119361/02A RU 2011119361 A RU2011119361 A RU 2011119361A RU 2464226 C1 RU2464226 C1 RU 2464226C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
solution
coal
phenol
charcoal
Prior art date
Application number
RU2011119361/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Васильевич Голоунин (RU)
Александр Васильевич Голоунин
Владимир Иванович Кузьмин (RU)
Владимир Иванович Кузьмин
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН)
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 Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН)
Priority to RU2011119361/02A priority Critical patent/RU2464226C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464226C1 publication Critical patent/RU2464226C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения угольного сорбента, применяемого для извлечения редких металлов, в частности цианида золота, из водных щелочных растворов. Способ включает обработку активированного угля полимером с аминогруппами. При этом обработке подвергают древесный активированный уголь с использованием в качестве полимера полигексаметиленгуанидина гидрохлорида в виде водного раствора. После обработки добавляют щелочь при перемешивании и отделяют раствор от угля. Затем уголь заливают аммиачным раствором, фенолом и формалином. Смесь выдерживают при кипении в течение 1-5 ч, затем отделенный от раствора уголь сушат при 150-160°C. Технический результат изобретения заключается в получении углеродной композиции высокой прочности и анионообменной емкости из доступного и недорогого древесного угля. 1 табл., 5 пр.

Description

Способ относится к производству угольных сорбентов, применяемых как для очистки воды, так и для извлечения анионов, в том числе комплексного цианида золота из водных щелочных растворов.
Использование активированных углей для очистки воды от ионов металлов и органических примесей известно давно и широко используется в технологической практике, в том числе и для извлечения комплексного цианида золота [Ю.А.Котляр, М.А.Меретуков. Металлургия благородных металлов. - М.: АСМИ, 2002, с.465]. Существенным недостатком угольных сорбентов является их низкая механическая прочность, которая находится на уровне 60% [ГОСТ 6217-74] для углей сорта БАУ и 94-96% для угля, изготовленного из скорлупы кокосового ореха. При этом емкость активированных углей составляет 0,2-0,3 г-экв/кг.
Модифицирование углеродных материалов путем нанесения комплексообразователей известно как адсорбционно-комплексообразовательный метод разделения и концентрирования ионов [авт. свид. СССР №99924]. Импрегнированием сорбентов удается увеличить пористость, повысить селективность [пат. РФ №2172209, 2288514, 2393111], упрочить фрикционные характеристики угольных композиций [пат. США №5952447]. Метод используется для концентрирования ионов металлов [С.С.Лосев. Влияние некоторых комплексообразователей на количественное определение ионов Cu2+ методом твердофазной спектрофотометрии. // Науковий вестник УжНУ. Серия химия. 2010. Вып.24. С.135-138. Пат. РФ №2104778].
Активированный уголь эффективно сорбирует органические вещества, в частности фенол, из водных растворов [Л.И.Исаева, Ю.В.Тамаркина, Д.В.Бован, В.А.Кучеренко. Адсорбция фенола // СибФУ. 2009, №1, с.25-32]. В присутствии формальдегида на его поверхности образуется фенолформальдегидная смола, которая изменяет физико-химические характеристики угля. Такой способ модифицирования физико-химических свойств углеродных ячеистых материалов с помощью импрегнатора, состоящего из раствора сланцевых фенолов, фурфурола и полиэтиленполиаминов, реализован в работе [Ю.В.Поконова, Л.И.Мусиенко. // Сланцевая промышленность, 1986, №1, с.18-21].
Этот способ по технической сути близок к предлагаемому изобретению и может служить прототипом. Модифицикация поверхности угля, по-видимому, происходит следующим образом:
Figure 00000001
В результате сорбции реагентов на поверхности угля и последующей реакции их с формальдегидом образуются метилольные и иминные группировки.
Задачей изобретения является получение углеродного сорбента, обладающего высокой сорбционной эффективностью и повышенной прочностью на истирание.
Указанная задача достигается тем, что в качестве исходного сырья используют дешевый древесный уголь и импрегнатор, состоящий из фенола, формалина и полигексаметиленгуанидина (метацида).
Способ заключается в нанесении полигексаметиленгуанидина на поверхность древесного угля марки БАУ-А. Поскольку метацид легко смывается водой, поэтому проводят отверждение его с участием фенола и формалина. Техническим результатом способа является получение углеродного сорбента с улучшенными физико-химическими характеристиками, в частности повышенной прочностью и емкостью.
Общие признаки заявляемого способа и прототипа состоят, во-первых, в том, что в качестве сорбента используется углеродный материал, во-вторых, уголь импрегнируется полимером, содержащим аминогруппы.
Отличительным признаком заявляемого изобретения от известного способа является отсутствие отжига модифицированного углеродного материала, закрепление полимера в фазе угля совместной поликонденсацией его с фенолом и формальдегодом.
Такая обработка угля обеспечивает усиление прочности и снижение истираемости, а также высокую и устойчивую сорбционную емкость за счет присутствия в угольной композиции гуанидиновых функциональных групп, вшитых в полимерную матрицу.
Высокая удельная поверхность и пористость угля обеспечивают хорошие кинетические показатели сорбции, недостижимые для компактного сополимера метацида, фенола и формальдегида.
Схематически структуру модифицированного угля можно изобразить следующим образом:
Figure 00000002
Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении углеродной композиции высокой прочности и анионообменной емкости из доступного и недорогого древесного угля.
Предлагаемый способ заключается в следующем. Вначале растворяют полигексаметиленгуанидин гидрохлорид в горячей воде, затем в раствор высыпают активированный уголь. К смеси при интенсивном перемешивании порциями добавляют водный раствор щелочи. При этом полимер высаживается в виде тонкой суспензии и адсорбируется углем. Водную фазу сливают, а уголь заливают раствором аммиака. В аммиачный раствор выливают фенол и формальдегид. Смесь кипятят в течение 1-5 ч и отфильтровывают. Уголь промывают щелочным раствором и окончательно холодной водой до нейтральной pH, сушат. Способ подтверждается конкретными примерами. Свойства модифицированных образцов углей приведены в таблице.
Испытания на прочность модифицированных углей (АУГ) по ГОСТ 6217-74 и обменную емкость по аниону Cl-
№ п/п Тип угля Относительная прочность, % Полная обменная емкость, мг-экв/г
1 Уголь БАУ-А 60 0,2-0,3
2 Кокосовый уголь 94 0,3
3 АУГ-1 85 0,42
4 АУГ-2 89 0,52
5 АУГ-3 97 0,97
6 АУГ-4 98 0,98
7 АГУ-5 99 1,00
Пример 1.
16 г (0,1 моль) полигексаметиленгуанидин гидрохлорида при нагревании растворяют в 150 мл воды, затем добавляют 20 г активированного угля, 6 г фенола в 20 мл изо-пропанола. К смеси по частям приливают 20 мл аммиака, 10 мл (40%) формалина и кипятят 5 ч. Водный раствор отфильтровывают, уголь промывают водой, сушат при т.комн. Вес 25 г. Образец АУГ-1. Прочность на истирание (по ГОСТ 6217-74) и полная обменная емкость приведены в таблице.
Пример 2.
16 г (0,1 моль) полигексаметиленгуанидин гидрохлорида при нагревании растворяют в 200 мл воды, в водный раствор высыпают 20 г активированного угля и охлаждают до т.комн. В емкость при перемешивании добавляют 6 г фенола в 20 мл изо-пропанола и 20 мл водного аммиака. К образовавшейся смеси приливают 20 мл (40%) формалина и кипятят 1 ч. Водный раствор отделяют декантацией, уголь промывают водой, сушат при 100°C. Вес 26 г (АУГ-2). Прочность на истирание (по ГОСТ 6217-74) и полная обменная емкость приведены в таблице.
Пример 3.
16 г (0,097 моль) полигексаметиленгуанидин гидрохлорида растворяют в 200 мл воды при кипении. В раствор высыпают 20 г активированного угля, охлаждают до т.комн. и перемешивают 1 ч. Затем по частям приливают 100 мл 10% щелочи при интенсивном перемешивании, при этом полигексаметиленгуанидин высаживается в виде тонкой суспензии и сорбируется на угле, раствор осветляется.
Водный щелочной раствор отделяют декантацией. К углю добавляют 200 мл воды с 40 мл водного аммиака. По частям приливают 5,6 г (0,06 моля) фенола, перемешивают 1 ч, затем добавляют 20 мл (40%) формалина и кипятят 3 ч. После охлаждения водный раствор сливают, уголь промывают 10% щелочью, затем водой до нейтральной pH, сушат, прокаливают при 150° с. Выход 24,5 г (АУГ-3).
Пример 4.
Так же, как и в примере 3, кроме того, что поликонденсацию проводят в аммиачном растворе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в присутствии 4 г (0,04 моля) фенола и 10 мл формалина, в течение 1 часа при интенсивном перемешивании. После охлаждения уголь отфильтровывают, для удаления фенола промывают щелочным раствором, затем водой, до нейтральной реакции, сушат, прокаливают при 160°C. Выход угольного сорбента 29,3 г (АУГ-4).
Пример 5.
Так же, как в примере 3, однако вместо древесного угля использовали кокосовый уголь. Обработка аналогична примеру 4. АГУ-5 (см. таблицу).

Claims (1)

  1. Способ получения углеродного сорбента, включающий обработку активированного угля полимером с аминогруппами, отличающийся тем, что обработке подвергают древесный активированный уголь с использованием в качестве полимера полигексаметиленгуанидина гидрохлорида в виде водного раствора с последующим добавлением щелочи при перемешивании и отделением раствора от угля, а после упомянутой обработки уголь заливают аммиачным раствором, фенолом и формалином, смесь выдерживают при кипении в течение 1-5 ч, затем отделенный от раствора уголь сушат при 150-160°C.
RU2011119361/02A 2011-05-13 2011-05-13 Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости RU2464226C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119361/02A RU2464226C1 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119361/02A RU2464226C1 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464226C1 true RU2464226C1 (ru) 2012-10-20

Family

ID=47145371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119361/02A RU2464226C1 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464226C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533716C1 (ru) * 2013-07-29 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения углеродного катионообменника
RU2824063C1 (ru) * 2023-12-05 2024-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Способ получения пироуглерод-углеродной керамики
CN118515830A (zh) * 2024-06-12 2024-08-20 江苏大学 一种杂原子掺杂酚醛树脂纳米吸附剂的制备方法及选择性分离钯的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210333A2 (de) * 1985-07-20 1987-02-04 Degussa Aktiengesellschaft Aktivkohle und das Verfahren zur ihrer Herstellung
RU2114924C1 (ru) * 1992-03-18 1998-07-10 Хенкел Корпорейшн Способ извлечения драгоценного металла из водных щелочных растворов цианида
RU2114783C1 (ru) * 1997-05-08 1998-07-10 Виктор Петрович Окладников Способ получения активированного угля
US6203848B1 (en) * 1996-12-20 2001-03-20 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for increasing the charring ratio of coal
RU2005101555A (ru) * 2005-01-24 2006-07-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (RU) Способ получения модифицированного активного угля
RU2377179C1 (ru) * 2008-10-14 2009-12-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Углеродный адсорбент, способ получения и установка для его осуществления

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0210333A2 (de) * 1985-07-20 1987-02-04 Degussa Aktiengesellschaft Aktivkohle und das Verfahren zur ihrer Herstellung
RU2114924C1 (ru) * 1992-03-18 1998-07-10 Хенкел Корпорейшн Способ извлечения драгоценного металла из водных щелочных растворов цианида
US6203848B1 (en) * 1996-12-20 2001-03-20 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for increasing the charring ratio of coal
RU2114783C1 (ru) * 1997-05-08 1998-07-10 Виктор Петрович Окладников Способ получения активированного угля
RU2005101555A (ru) * 2005-01-24 2006-07-10 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (RU) Способ получения модифицированного активного угля
RU2377179C1 (ru) * 2008-10-14 2009-12-27 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Углеродный адсорбент, способ получения и установка для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОКОНОВА Ю.В., МУСИЕНКО Л.И. Сланцевая промышленность, 1986, №1, с.18-21. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533716C1 (ru) * 2013-07-29 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения углеродного катионообменника
RU2824063C1 (ru) * 2023-12-05 2024-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Способ получения пироуглерод-углеродной керамики
CN118515830A (zh) * 2024-06-12 2024-08-20 江苏大学 一种杂原子掺杂酚醛树脂纳米吸附剂的制备方法及选择性分离钯的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108404686B (zh) 一种金属离子吸附污水分离膜的制备方法
US10023937B2 (en) Adsorbent for rare earth element and method for recovering rare earth element
Lv et al. A facile route for the synthesis of mesoporous melamine-formaldehyde resins for hexavalent chromium removal
CN105498719A (zh) 一种双离子改性生物吸附剂及其制备方法
CN105061607B (zh) 一种锂离子印迹聚合物及其制备方法
Rivas et al. Polymers and nanocomposites: synthesis and metal ion pollutant uptake
RU2464226C1 (ru) Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости
Gao et al. Biosorption of chromium (VI) ions by deposits produced from chicken feathers after soluble keratin extraction
CN101537375B (zh) 缩聚型大孔珠状弱碱离子交换树脂及其制备方法
Zhou et al. Preparation, characterization, and Ce (III) adsorption performance of poly (allylamine)/silica composite
KR20110111301A (ko) 인 흡착재, 및 인 회수 시스템
RU2294391C1 (ru) Способ извлечения рения
JP6236608B2 (ja) 水中からのセシウムの吸着・除去方法
CN113952940A (zh) 一种选择性去除Sb离子的表面印迹微球吸附材料的制备方法
Hanafiah et al. Monosodium glutamate functionalized chitosan beads for adsorption of precious cerium ion
RU2491990C1 (ru) Способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов
RU2529233C1 (ru) Способ получения модифицированного активного угля
CN114225924B (zh) 一种利用植物多酚改性的吸附树脂回收铋的方法
RU2638959C1 (ru) Способ получения сорбента для очистки воды от мышьяка
WO2016185788A1 (ja) 凝集剤および水処理方法
RU2579133C1 (ru) Способ получения сорбента редкоземельных металлов
CN109092272B (zh) 一种改性树脂材料、制备方法及其应用
Kotze The status of ion-exchange fibers for metallurgical applications
KR101672232B1 (ko) 인 제거용 다공성 복합체 및 이의 제조방법
KR20220099859A (ko) 왕겨를 이용한 흡착제 및 그 제조 방법

Legal Events

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

Effective date: 20140514