Влияние пероксидов на эффективность очистки технического бишофита от соединений железа методом адсорбции

Г. Н. Солодунова, Б. Б. Сысуев, М. Ф. Маршалкин, Н. Ю. Мерешкова

Волгоградский медицинский научный центр, лаборатория медицинской химии

ВЛИЯНИЕ ПЕРОКСИДОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ ТЕХНИЧЕСКОГО БИШОФИТА ОТ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА МЕТОДОМ АДСОРБЦИИ

УДК 547.47

Технический водный раствор магния хлорида (бишофит) был очищен методом адсорбции с использованием магния оксида. Добавление водорода пероксида или магния пероксида значительно понижает концентрацию остаточного железа в бишофите.

Ключевые слова: пероксид, магний, бишофит, очистка, адсорбция.

G. N. Solodunova, B. B. Sysuev, M. F. Marshalkin, N. Yu. Mereshkova

THE EFFECT OF PEROXIDES ON THE EFFICIENCY OF INDUSTRIAL BISHOFIT PURIFICATION FROM IRON COMPOUNDS BY ADSORPTION

Technical grade magnesium chloride solution (bishofit) was purified by adsorption using magnesium oxide. Adding hydrogen peroxide or magnesium peroxide results in a significant reduction of residual iron concentration in bishofit.

Key words: peroxide, magnesium, bishofit, purification, adsorption.

Одним из наиболее доступных природных источников магния для разработки и производства бальнеологических [7] и лекарственных [6, 8] препаратов является минерал бишофит, месторождения которого обнаружены на обширных площадях Прикаспийской впадины. Исследования, ранее проведенные в Волгоградском государственном медицинском университете, показали, что биодоступность [1] и фармакологическая активность [4, 5] магнийсодержащих препаратов в значительной степени определяются природой аниона, образующего магниевую соль, а токсические свойства зависят от примесей ионов сопутствующих металлов, входящих в бишофит [3]. Примеси, обнаруживаемые в составе бишофи-та, включают соли железа, щелочноземельных и тяжелых металлов. Кроме того, железо является наиболее значительной техногенной примесью как продукт коррозии стальной арматуры скважин. По этой причине использование бишофи-та как основы для получения лекарственных средств, применяемых внутрь, без дополнительной глубокой очистки представляется невозможным. Технологичным и дешевым способом очистки водных растворов бишофита является адсорбция содержащихся в нем примесей на адсорбентах различной химической природы, при этом наиболее эффективным адсорбентом является магния оксид [2].

Несмотря на очевидные преимущества метода очистки бишофита при помощи магния оксида, удаление железа, частично содержащегося в двухвалентном состоянии, вызывает значительные затруднения, поскольку нейтральные и основные соли двухвалентного железа, в отличие

от трехвалентного, трудно осаждаются из водных растворов. Это является причиной возникновения желтой окраски очищенных растворов бишофита при их хранении в течение срока годности вследствие медленного окисления остаточного не осажденного двухвалентного железа.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Оценить влияние добавок окислителей на эффективность очистки технического бишофи-та от соединений железа методом адсорбции на магния оксиде.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

При выполнении исследований был использован технический бишофит, полученный из Го-родищенской скважины № 6040 и стандартизированный по плотности (d 1,331). В качестве адсорбента использовали магния оксид квалификации ЧДА (ГОСТ 4526-75).

Для количественного определения примесей в исходном техническом и очищенном бишофи-те был использован масс-спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой, исследования проводились на квадрупольном масс-спектрометре с ICP «Plasma-Quard» (Великобритания). Величину рН растворов определяли с помощью рН-метра Mettler Toledo 320 (Швейцария) с температурной коррекцией результатов измерений.

Общая методика очистки бишофита. К 1000 мл технического бишофита (n20D 1,4293; d204 1,331; рН 6,2), имеющего высокую мутность и выраженную желто-бурую окраску, добавляют 1-10 г магния оксида и 0,5-1,0 г магния пероксида или 0,1-1,0 г 30%-го водорода пероксида,

перемешивают при комнатной температуре в течение 1-8 ч путем механического перемешивания в ламинарном режиме или барботированием сжатого воздуха при расходе 1-2 л/мин, отстаивают в течение 1 ч, осадок отделяют декантацией, раствор дополнительно фильтруют через двойной бумажный фильтр (синяя или черная лента). Для коррекции рН добавляют 1-4 мл концентрированной соляной кислоты квалификации ХЧ (контроль рН потенциометрический) и получают 960-975 мл бесцветного и прозрачного бишофита,

Как следует их данных таблицы, использование для перемешивания реакционной массы струи сжатого воздуха вместо механической лопастной мешалки обеспечивает более, чем двухкратное уменьшение содержания остаточного железа при прочих равных условиях. Дополнительное введение окислителей - магния перок-сида или водорода пероксида приводит к уменьшению содержания остаточного железа в 1,5-6 раз по сравнению с соответствующими режимами без окислителей. Несмотря на то, что остаточные количества железа при всех режимах очистки оценивались величинами одного порядка, несомненно, что обнаруженная разница была обеспечена за счет доокисления и осаждения ионов двухвалентного железа, что в конечном итоге будет способствовать улучшению органо-лептических свойств очищенного бишофита при его длительном хранении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, использование магния пе-роксида или водорода пероксида в количестве 0,1-1,0 г на 1 л исходного бишофита позволяет значительно повысить эффективность удаления соединений железа, а также сократить длительность очистки при существенном упрощении

физико-химические и органолептические свойства которого соответствуют ВФС 42-2950-97.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенных исследований было установлено, что дополнительное использование магния пероксида или водорода пероксида при очистке технического бишофита методом адсорбции на магния оксиде значительно уменьшает содержание остаточного железа (см. табл.).

аппаратурного оформления процесса за счет использования емкости с барботером вместо емкости с механическим перемешивающим устройством.

ЛИТЕРАТУРА_

1. Иежица И. Н., Кравченко М. С., Харитонова М. В. и др. // Вестник ВолгГМУ. - 2007. - Т. 24, № 4. -С. 39-41.

2. Митрофанова И. Ю, Сысуев Б. Б., Озеров А. А. и др. // Фундаментальные исследования. - 2014. -№ 9-7. - С. 1554-1557.

3. Спасов А. А, Бугаева Л. И., Иежица И. Н. и др. // Микроэлементы в медицине. - 2007. - Т. 8, № 1. -С. 2-4.

4. Спасов А. А, Иежица И. Н., Харитонова М. В. и др. // Вестник Оренбугского гос. ун-та. - 2011. -№ 15. - С. 153-155.

5. Спасов А. А., Петров В. И, Иежица И. Н. и др. // Вестник Российской академии медицинских наук. -

2010. - № 2. - С. 29-37.

6. Спасов А. А., Петров В. И, Иежица И. Н. и др. // Микроэлементы в медицине. - 2004. - Т. 5, № 4. -С. 45-47.

7. Сысуев Б. Б., Митрофанова И. Ю., Степанова Э. Ф. // Фундаментальные исследования. -

2011. - № 6. - С. 218-221.

8. Agarwal R., lezhitsa I., Awaludin N.A., et al. // Experimental Eye Research. - 2013. - Т. 110. - С. 35-43.

Эффективность очистки технического бишофита методом адсорбции на магния оксиде в присутствии окислителя

Режим очистки Количество магния оксида, г/л Количество окислителя, г/л Длительность перемешивания, ч Содержание железа, мг/л

Исходный бишофит - - - 41,0

Механическое перемешивание без окислителя 1 0 8 0,26

Механическое перемешивание без окислителя 4 0 2 0,48

Механическое перемешивание без окислителя 10 0 1 0,51

Магния пероксид, аэрация 1 1 1 0,13

Магния пероксид, аэрация 1 0,5 2 0,09

Водорода пероксид, аэрация 1 0,1 8 0,17

Водорода пероксид, аэрация 4 0,5 8 0,03

Водорода пероксид, аэрация 4 1 2 0,08

Аэрация без окислителя 10 0 1 0,23