СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО АКТИВНОГО УГЛЯ
METHOD OF PRODUCING MODIFIED ACTIVATED CARBON

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для получения модифицированных активных углей (МАУ), применяемых для водоочистки технологических стоков предприятий химической и фармацевтической промышленности.
7
Известен способ получения МАУ, включающий пропитку углей водой или раствором соляной кислоты с концентрацией 1-4 вес.% при соотношении суммарного объема пор угля и воды или кислоты 1,0-(0,7-1,0), а затем обработку угля 9-15% раствором термоактивной смолы в фурфуроле при весовом соотношении угля и раствора 1,0-(0,35-0,68), выдерживание до сыпучести и термообработку со скоростью подъема температуры 450-900°С/час до 700-900°С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,2-0,5 ч (патент №2175885, Россия, MПK B01J 20/20, С01В 31/08, опубл. 2001.11.20).
Недостатком данного способа является высокая стоимость модифицирующего агента, а также длительность и трудоемкость процесса модифицирования.
3
Наиболее близким является способ получения МАУ, включающий пропитку активного угля раствором ε-капролактама с концентрацией 2 г/дм при соотношении АУ: реагент - 1:10 в течение 24 ч в статических условиях, фильтруют, сушат и прогревают при температуре 250°С в течение 4 часов в атмосфере воздуха, а затем карбонизуют (прогрев до 900°С, скорость нагрева 10°С/мин с последующим охлаждением в токе инертного газа (аргона или азота) (патент №2276099, Россия
7
МПК B01J 20/20, С01В 31/08, опубл. 2006. 05.10).
Недостатком данного способа модифицирования является значительный расход реагентов, тепла, электричества и инертного газа.
Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости активных углей по меди, снижение расхода электроэнергии, реагентов, инертного газа и исключение токсичных отходов.
3
3
3
Поставленная задача достигается обработкой промышленного активного угля (АУ) малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама, содержащим КЛ до 0,5 г/дм и сульфат аммония до 0,2 г/дм, при соотношении масса угля (г): объем сточных вод (см) - 1:10 в течение 24 ч, дальнейшим просушиванием и прогревом угля при температуре 250°С на воздухе в течение 4 часов.
В качестве сравнения использовали промышленный активный уголь марки АГ-ОВ-1.
Пример 1
3
3
АУ обработали малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама в течение 24 ч, затем просушили и прогрели при температуре 250°С на воздухе в течение 4 часов, при этом соотношение масса угля (г): объем сточных вод (см) составляло 1:5; 1:10; 1:20. Далее на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов нитрата меди с концентрацией 25 ммоль/дм. Полученные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние соотношения масса угля (г): объем сточных вод (дм) в процессе модифицирования АУ на адсорбцию ионов меди (II)
№ п/п
соотношение АУ : реагент
повышение сорбционной емкости АУ, %
1
1:5
15,3
2
1:10
30,0
3
1:20
31,2
Пример 2
3
АУ обработали малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама при соотношении масса угля (г): объем сточных вод (см) - 1:10 в течение 24 ч, далее уголь просушили и прогрели на воздухе при температуре 100°С, 250°С, 500°С в течение 4 часов. Затем на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов нитрата меди с концентрацией
3
25 ммоль/дм. Полученные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2
Влияние температуры в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из растворов ионов меди (II).
№ п/п
Температура, °С
повышение сорбционной емкости АУ, %
1
100
11,3
2
250
30,0
3
500
уголь выгорает в значительной степени
Пример 3
3
3
АУ обработали малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама при соотношении масса угля (г): объем сточных вод (см) -1:10 в течение 24 ч, далее уголь просушили и прогрели на воздухе при температуре 250°С в течение 2, 4, и 6 часов. Затем на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов нитрата меди с концентрацией 25 ммоль/дм. Полученные данные представлены в таблице 3.
Таблица 3
Влияние времени прогрева в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из растворов ионов меди (II)
№ п/п
Время прогрева, ч
Повышение сорбционной емкости АУ, %
1
2
15,7
2
4
30,0
3
6
32,3
3
3
3
В результате проведенных исследований были выбраны следующие условия модифицирования: обработка АУ малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама, содержащего КЛ до 0,5 г/дм и сульфат аммония до 0,2 г/дм, при соотношении масса угля (г): объем сточных вод (см) - 1:10 в течение 24 ч, дальнейшее просушивание и прогрев угля при температуре 250°С на воздухе в течение 4 часов.
Извлечение ионов меди полученными сорбентами возрастает на 30%.