Specyfika kontroli jakości węgli aktywnych dla wydobycia złota. „Badanie aktywności adsorpcyjnej naturalnych surowców roślinnych i mineralnych Republiki Sacha (Jakucja)” Aktywność adsorpcyjna jodu węgla aktywnego

W aparacie typu pionowego szybowego rozpala się z jednej strony warstwę węgla o frakcji 5–20 mm, a z przeciwnej strony doprowadza się powietrze przy jednostkowym zużyciu powietrza 100–400 m 3 /m 2 h.

Wynalazek dotyczy sposobów wytwarzania adsorbentów węglowych i może być stosowany w technologii chemicznej. Znany sposób wytwarzania adsorbentu węglowego w aparacie typu pionowego szybu z ogrzewaniem wewnętrznym, w którym aktywację prowadzi się w środowisku zawierającym parę, gaz i powietrze. Wadami tej metody są konieczność zastosowania zewnętrznego chłodziwa (gorący gaz), nierównomierny profil temperatury wzdłuż wysokości warstwy, niska aktywność adsorpcji (nie więcej niż 25% dla jodu) oraz powierzchnia właściwa węgla aktywnego oraz obecność cieczy i parowe produkty pirolizy w spalinach. Wynalazek rozwiązuje problem wyeliminowania powyższych wad znanego sposobu wytwarzania adsorbentu (węgla aktywnego) z węgla. Efektem tego jest zmniejszenie jednostkowego zużycia energii i zwiększenie aktywności adsorpcyjnej powstałego adsorbentu. Określony efekt techniczny uzyskuje się dzięki temu, że do aparatu pionowego typu szybowego doprowadzane jest powietrze, a warstwa węgla jest rozpalana od strony przeciwnej do dopływu powietrza. Przy określonym dopływie powietrza wynoszącym 100-400 m 3 /m 2 h, front spalania przesuwa się w kierunku przepływu powietrza, a za frontem spalania pozostaje stała pozostałość zawierająca niespalony węgiel. W miarę przesuwania się frontu spalania warstwa węgla sukcesywnie przechodzi przez etap nagrzewania, suszenia i karbonizacji. Produkty karbonizacji zawierające m.in. składniki palne takie jak tlenek węgla, wodór, węglowodory ciekłe i gazowe wraz z węglem stałym reagują z tlenem w powietrzu tworząc front spalania, którego temperatura dochodzi do 750-900 °C i w na które reaguje cały tlen z powietrza. Za frontem spalania znajduje się strefa redukcji, w której niespalony węgiel reaguje z parą wodną, ​​dwutlenkiem węgla i wodorem w trybie dyfuzji wewnętrznej ze wzrostem objętości i powierzchni wewnątrz przestrzeni porowatej, czyli aktywacją stałego produktu karbonizacji. w odróżnieniu istniejąca metoda tutaj aktywacja odbywa się głównie z parą wodną i wodorem powstającym podczas suszenia i karbonizacji i późniejszych reakcji redoks w temperaturze 600-900 ° C, a nie z dwutlenkiem węgla, którego przepuszczalność i aktywność cząsteczek w tych warunkach jest mniejsza. Ponieważ gaz powstający w strefie karbonizacji przechodzi przez warstwę gorącego semi-oxu o temperaturze 600-900 °C i nie wchodzi następnie w kontakt ze świeżym węglem, nie zawiera ciekłych węglowodorów (smoły) i może być stosowany po oczyszczeniu z zanieczyszczeń mechanicznych bez chłodzenia. Na jakość otrzymanego sorbentu wpływa skład frakcyjny węgla. Przy stosowaniu węgla nieprzesiewanego zawierającego dużą ilość miału (poniżej 1-5 mm), ze względu na dużą wytrzymałość warstwy dochodzi do krzywizny frontu spalania, wypalenia, kanalizowania. Cząstki większe niż 20 µm nie są wystarczająco przepuszczalne dla środka aktywującego, aw niektórych przypadkach mają rdzeń, który nie został zwęglony (zwłaszcza cząstki 40-50 µm). Aktywność adsorpcji jodu adsorbentu otrzymanego z węgla o początkowej wielkości 20–50 mm była 2–4 ​​razy mniejsza niż uzyskanego z węgla o frakcji 5–20 mm. Czynnikiem decydującym o jakości adsorbentu i jego wydajności jednostkowej jest dopływ powietrza jednostkowego. Gdy dopływ powietrza jest mniejszy niż 100 m 3 /m 2 h, temperatura w czole spalania (700-750 °C) jest niewystarczająca do uzyskania wysokiej jakości sorbentu (jego aktywność adsorpcyjna dla jodu (GOST 6217-74) nie przekracza 30-35), prędkość frontu spalania, która decyduje o wydajności właściwej reaktora, a wynosi ona 0,1-0,12 m/h. Wraz ze wzrostem dopływu powietrza wydajność właściwa adsorbentu maleje, ale prędkość frontu spalania wzrasta do 0,2-0,25 m/h (przy podmuchu 400 m 3 /m 2 h), powierzchnia właściwa i aktywność adsorpcyjna adsorbentu, przy czym dwie ostatnie wartości mają szczyt w zakresie dostarczania podmuchu 100-400 m 3 /m 2 h. Przy dopływie powietrza powyżej 400 m 3 /m 2 h znaczna reakcja węgla stałego- Zatrzymanie pozostałości z tlenem z powietrza ma miejsce, a przy dalszym wymuszaniu podawania dmuchu proces przechodzi w proste spalanie. Nie stwierdzono istotnych różnic w aktywności adsorpcyjnej wybranego produktu na różnych poziomach wzdłuż wysokości aparatu, co pozwala stwierdzić, że wysokość warstwy i czas przebywania cząstek w aparaturze nie są czynnikami determinującymi. Wskazane jest użycie mieszanki powietrza z gazem opuszczającej aparat jako podmuch. Kaloryczność powstałego gazu w czole spalania, przy wszystkich pozostałych parametrach, prowadzi do wzrostu wydajności adsorbentu nawet o 4-5 kg/m 2 h, co oznacza wzrost uzysku masy o 10 12%. Dodanie gazu do powietrza nie powinno przekraczać dolnej granicy palności (granice palności gazu - 25-70% objętości powietrza), w przeciwnym razie mieszanina może ulec zapłonowi w pobliżu wejścia do aparatu i zakłócić proces. W końcowej fazie, gdy front spalania osiąga poziom zasilania dmuchu, przed rozładowaniem adsorbentu wskazane jest przedmuchanie warstwy parą wodną, ​​natomiast aktywność adsorpcji dla jodu wzrasta o 2-5% dzięki dodatkowej aktywacji parą wodną , a w przypadku węgli, których część mineralna zawiera rozpuszczalny w wodzie CaO, następuje uwodnienie tlenku wapnia. PRZYKŁAD Pionowy reaktor kopalniany o średnicy 0,35 m, wysokości 1,5 m ładowany jest 135 kg węgla frakcji 5-20 mm gatunku B2 (węgiel Borodino), który ma następujący skład techniczny i pierwiastkowy: Wtr 30% , Ad 90%, CdAf 71%, Hdaf 5%, Odaf 22,5%, Ndaf 1%, Sdaf 0,5%, kalorie 3700 kcal/m. Nadmuch powietrza podawany jest od dołu z natężeniem przepływu 35 m 3 /h, a węgiel rozpalany jest od góry. Po 8 godzinach front spalania osiąga poziom dopływu powietrza i aparat zostaje odciążony. Wydajność adsorbentu wynosiła 37 kg, czyli 27,4% pierwotnego węgla. Jego parametry to: wilgotność 0,5%, zawartość popiołu 21-28%, gęstość nasypowa 0,45 g/cm 3, odporność na ścieranie (wg GOST 16188-70) 85-86%, całkowita objętość porów 0,6 cm 3/g, właściwa powierzchnia porów 850 m 2 /g, aktywność adsorpcyjna dla jodu (GOST 6217-74) - 68,6% i błękitu metylenowego (GOST 6217-74) 28-60 mg/g. Wydajność gazu wynosiła 50 m3/h, jego skład jest następujący,%: CO 9, H 2 14, CO 2 10,2, CH 4 1,4, N 2 34,6, H 2 O 30,6, H 2 S 0,1, jego wartość opałowa wynosi 770 kcal/m 3 , bez żywicy, przeniesienie jest mniejsze niż 1 g/m 3 . Te same wyniki uzyskuje się, gdy nadmuch powietrza jest podawany od góry, a karbonizację prowadzi się na dole aparatu. Tak więc proponowana metoda umożliwia uzyskanie adsorbentu o aktywności adsorpcji jodu (GOST -6217-74) 60-70% i wyższej, powierzchni właściwej 700-900 m 2 /g w szybie- aparatura typu jednostopniowa bez zewnętrznego doprowadzenia ciepła i nadmuchu powietrza. Wytwarzany w aparacie gaz o wartości opałowej do 800-850 kcal/m 3 nie zawiera smoły i może być stosowany jako paliwo przyjazne środowisku.

PRAWO

SPOSÓB WYTWARZANIA ADSORBENTU WĘGLOWEGO, który obejmuje obróbkę cieplną warstwy węgla w aparacie pionowym typu szybowego za pomocą doprowadzanego przez niego powietrza, charakteryzująca się tym, że stosuje się węgiel o frakcji 5–20 mm, a powietrze jest doprowadzane przez warstwę węgla rozpalanego od strony przeciwnej do dopływu powietrza, przy jednostkowym zużyciu powietrza 100 - 400 m 3 /m 2 h.

MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI FEDERACJI ROSYJSKIEJ

FGAO VPO „PÓŁNOCNO-WSCHODNI UNIWERSYTET FEDERALNY NAZWA PO N. M.K. AMMOSOWA

INSTYTUT NAUK PRZYRODNICZYCH

ZAKŁAD CHEMII OGÓLNEJ, ANALITYCZNEJ I FIZYCZNEJ

Badanie aktywności adsorpcyjnej naturalnych surowców roślinnych i mineralnych Republiki Sacha (Jakucja)

Wypełnił: Gogoleva N.A.,

Student V roku XO -10 YEN

Doradca naukowy: Karataeva E.V.,

Sztuka. nauczyciel wydziału ogólnego,

chemia analityczna i fizyczna

Jakuck, 2014

Wprowadzenie …………………………………………………………………………… 3

Adsorpcja ………………………………………………………………………….6

Enterosorbenty …………………………………………………………...9

Mechanochemiczna aktywacja surowców………………………………………18

Metoda badań spektrofotometrycznych………………………...20

Badanie aktywności adsorpcyjnej proszków mchu chrobotkowego, zeolitów i ich kompozytów przez błękit metylenowy………………………………..21

Badanie aktywności adsorpcyjnej proszków mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów na jod……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………

Badanie aktywności adsorpcyjnej proszków mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów na żelatynie ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………….

Analiza porównawcza aktywności adsorpcyjnych sorbentów referencyjnych dla markerów MC, proszków jodu i żelatyny oraz mchu reniferowego według danych literaturowych. zeolit ​​i jego kompozyty………………..25

Omówienie wyników……………………………………… ...................................26

Wnioski…………………………………………………………………………………27

Wykorzystana literatura…………………………………………………………28

Wstęp

Regiony Dalekiej Północy dysponują ogromnymi biozasobami, które obecnie są tylko częściowo wykorzystywane, a coraz aktywniej przedstawiciele różnych dziedzin nauki i przemysłu, jako obiekt badań, przyciągają surowce roślinne i mineralne, co jest zasługą dostępność i wykonalność ekonomiczna.

Unikalne w swoich właściwościach są nasze surowce naturalne, w tym tzw. mech reniferowy lub mech reniferowy oraz zeolity.

Trafność tematu . Jednym z głównych obszarów biotechnologii jest rozwój materiałów sorpcyjnych i ich dalsze wykorzystanie w medycynie i przemyśle medycznym jako niezbędnych materiałów do enterosorpcji. Problem tworzenia skutecznych i bezpiecznych enterosorbentów przeznaczonych do oczyszczania organizmu z toksycznych substancji, które powstają w różnych chorobach, od wielu lat rozwiązywali naukowcy z różnych krajów. Enterosorbenty pochodzenia roślinnego mają szereg zalet: nie działają drażniąco na przewód pokarmowy, nie powodują skutków ubocznych i toksycznych, a czas ich podawania jest również długi.

Jako enterosorbenty stosuje się węgle aktywne, żele krzemionkowe, zeolity, glinokrzemiany, błonnik pokarmowy, sorbenty organiczne i kompozytowe. Jednak pomimo szerokiego zakresu ich skuteczność nie zawsze spełnia wymagania lekarzy i pacjentów. Istnieje opinia, że ​​długotrwałe przyjmowanie enterosorbentów prowadzi do usunięcia z organizmu nie tylko substancji toksycznych, ale także tak ważnych składników, jak witaminy, enzymy, immunoglobuliny itp. Ponadto niektóre enterosorbenty mają szereg przeciwwskazań.

Nowość pracy : badanie sproszkowanego mchu chrobotkowego jako enterosorbentu otrzymanego technologią mechanochemiczną - nową, przyjazną dla środowiska metodą przetwarzania biosurowców, występującą w jednym bezodpadowym etapie, niewymagającą dużych nakładów i dość łatwą w obsłudze.Technologia mechanochemicznapozwala na zwiększenie aktywności biologicznej i strawności różnych substancji fizjologicznie czynnych (PAS) mchu chrobotkowego, takich jak lichenina i izolichenina.

Cel : badanie aktywności adsorpcyjnej sproszkowanego mchu chrobotkowego, zeolitów i ich kompozytów pod kątem markerów toksyn niskocząsteczkowych i patogenu o charakterze białkowym – żelatyny.

Zadania :

badanie metod określania aktywności adsorpcyjnej proszków mchu i zeolitów;

porównaj aktywności adsorpcyjne enterosorbentów i zidentyfikuj najskuteczniejszy sorbent;

porównanie aktywności adsorpcyjnych proszków mchu, zeolitów i ich kompozytów według danych literaturowych z sorbentami referencyjnymi.

Przedmioty badań :

Adsorbenty - proszki z mchu z gatunku Cladonia i zeolit:

próbka 1 – gruboziarnisty proszek mchu;

próbka 2 – sproszkowany mech chrobotek aktywowany mechanicznie;

próbka 3 – gruboziarnisty proszek zeolitu;

próbka 4 – mechanicznie aktywowany proszek zeolitu;

próbka 5 - proszek złożonego mchu chrobotkowego - zeolit ​​10:1 gruboziarnisty;

próbka 6 - proszek złożonego mchu chrobotkowego - zeolit ​​10:1 aktywowany mechanicznie;

próbka 7 - proszek kompozytowego mchu chrobotkowego - zeolit ​​20:1 gruboziarnisty;

próbka 8 - proszek kompozytowego mchu chrobotkowego - zeolit ​​20:1 aktywowany mechanicznie.

Markery : toksyny niskocząsteczkowe – błękit metylenowy i jod, toksyna białkowa – żelatyna.

Metoda oznaczania aktywność adsorpcyjną dla jodu przeprowadzono zgodnie z GOST 6217-74; dla błękitu metylenowego - zgodnie z GOST 4453-74, metoda określania aktywności adsorpcji węgla za pomocą wskaźnika błękitu metylenowego; dla żelatyny - przy użyciu odczynnika biuretowego (Farmakopea Państwowa ZSRR. wyd. 11 M., 1990.)

Ekwipunek:wagi analityczne GOSMER VL - 210, shaker"HeidolfPromax2020", spektrometrLAMBDA-20 ( PERKINELMER).

BŁĘKIT METYLENOWY BADANIE ADSORPCJI PROSZKÓW MAGEL, ZEOLITÓW I ICH KOMPOZYTÓW

Metoda oznaczania

Metodę oznaczania aktywności adsorpcyjnej mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów przez błękit metylenowy przeprowadzono zgodnie z GOST 4453 - 74 „Metoda oznaczania aktywności adsorpcyjnej węgla wskaźnikiem błękitu metylenowego” (zmodyfikowana).

Około 0,2 g sorbentu (mch chrobotek, zeolit ​​i ich kompozyty) kontaktuje się z 50 ml 0,15% roztworu błękitu metylenowego przez 1 godzinę na wytrząsarce o liczbie drgań 140 ± 10 obj. w min. Ustalenie równowagi roztworu po sorpcji przeprowadza się przez filtrację, odrzucając pierwsze 30 ml filtratu i zapobiegając wysychaniu osadu w celu uniknięcia desorpcji mechanicznej. 1 ml przesączu rozcieńcza się w kolbie miarowej do 500 ml i gęstość optyczną określa się na spektrofotometrze przy maksimum absorpcji około 664 ± 2 nm przy grubości warstwy 10 mm w stosunku do wody.

Równolegle w podobnych warunkach określa się gęstość optyczną roztworu próbki wzorca roboczego (WRS) MS.

Wyniki oznaczeń

Tabela 2 . Aktywność adsorpcyjna mchu chrobotkowego, zeolitów i ich kompozytów wg MS

próbki

Yagel jest niegrzeczny

Yagel mehan

Surowy zeolit

Zeolit ​​mehan

Comp 10:1 szorstki

Kompres 10:1 mechaniczny

Komp 20:1 szorstki

Comp 20:1 mechaniczny

X, mg/g

21,4

22,6

16,7

19,4

20,2

22,2

21,4

21,5

6. BADANIE ADSORPCJI PROSZKÓW YAGEL, ZEOLIT I ICH KOMPOZYTÓW W ODNIESIENIU DO JODU

Metoda oznaczania

Oznaczenie przeprowadzono zgodnie z GOST 6217-74 „Oznaczanie aktywności sorpcyjnej sorbentów dla jodu”.

Około 1 g enterosorbentu (wynik ważenia odnotowuje się z dokładnością do czwartej liczby po przecinku) umieszcza się w kolbie stożkowej o pojemności 250 ml, do której dodaje się 100 ml roztworu joduKIzatkać i potrząsać ręcznie co minutę przez 30 minut. W obecności wytrząsarki mechanicznej wytrząsanie prowadzi się w sposób ciągły przez 15 minut. Przy intensywności co najmniej 100-125 drgań na minutę. Następnie pozostawia się roztwór do osadzenia i z kolby za pomocą pipety, ostrożnie, aby nie dostały się cząstki enterosorbentu, pobiera się 10 ml roztworu, umieszcza w kolbie stożkowej o pojemności 50 ml i miareczkuje roztworem tiosiarczanu sodu . Pod koniec miareczkowania dodać 1 ml roztworu skrobi i miareczkować do zniknięcia niebieskiego zabarwienia. Jednocześnie określa się początkową zawartość jodu w roztworze, w tym celu 10 ml roztworu jodu wKIi miareczkowano roztworem tiosiarczanu sodu, dodając roztwór skrobi pod koniec miareczkowania.

Wyniki oznaczeń

Tabela 3 Aktywność adsorpcyjna mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów w zakresie jodu

Próbować

Yagel jest niegrzeczny

Yagel mehan

Surowy zeolit

Zeolit ​​mehan

Comp 10:1 szorstki

Kompres 10:1 mechaniczny

Komp 20:1 szorstki

Comp 20:1 mechaniczny

X, mg/g

30,1

32,7

26,3

27,9

29,7

32,5

31,6

31,6

7. BADANIE AKTYWNOŚCI ADSORPCJI PROSZKÓW YAGEL, ZEOLIT I ICH KOMPOZYTÓW NA ŻELATYNIE

Metoda oznaczania

Metoda polega na tworzeniu w środowisku alkalicznym fioletowego kompleksu dwuwartościowych jonów miedzi z wiązaniami peptydowymi cząsteczki białka.

Reakcji biuretowej nie można prowadzić w obecności soli amonowych ze względu na tworzenie się kompleksów miedź-amoniak.

1 ml roztworu preparatu zawierającego 1-10 mg białka testowego umieszcza się w probówce, dodaje 4 ml odczynnika biuretowego, miesza i pozostawia na 30 minut w temperatura pokojowa. Gęstość optyczną roztworu mierzy się spektrofotometrem przy długości fali w zakresie od 540 do 650 nm w kuwecie o grubości warstwy 10 mm. Jako roztwór odniesienia stosuje się mieszaninę tych samych odczynników bez przygotowania.

Wykres kalibracji budowany jest w zakresie stężeń od 1 do 10 mg standardowej próbki białka poprzez pomiar gęstości optycznej roztworów przy wybranej długości fali.

Tabela 4 . Aktywność adsorpcyjna (Х) mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów z zeolitem na żelatynie

Próbować

Yagel jest niegrzeczny

Yagel mehan

Surowy zeolit

Zeolit ​​mehan

Comp 10:1 szorstki

Kompres 10:1 mechaniczny

Komp 20:1 szorstki

Comp 20:1 mechaniczny

X, mg/g

193,5

205,0

163,5

172,5

191,5

212,0

187,5

207,0

ANALIZA PORÓWNAWCZA AKTYWNOŚCI ADSORPCYJNYCH SORENTÓW ODNIESIENIA PRZEZ MARKERY - MS, JODU I ŻELATYNY Z AKTYWNOŚCIĄ ADSORPCYJNĄ PROSZKÓW YAGELA, ZEOLITU I ICH KOMPOZYTÓW

Tabela 5 . Aktywności adsorpcyjne sorbentów

sorbent

Aktywność adsorpcyjna, mg/g

błękitem metylenowym

na jod

przez żelatynę

Yagel gr

21,4

30,1

193,5

Yagel mehan

22,6

32,7

205,0

zeolit ​​gr

16,7

26,3

163,5

Zeolit ​​mehan

19,4

27,9

172,5

komp. 10:1 gr

20,2

29,7

191,5

Kompres 10:1 mechaniczny

22,2

32,5

212,0

komp. 20:1 gr

21,5

31,6

187,5

Comp 20:1 mechaniczny

21,5

31,6

207,0

Polyphepan

15,4

29,3

141,7

węgiel aktywowany

16,8

31,0

150,4

Polisorb

13,2

26,7

135,2

Omówienie wyników

W wyniku badań i analiza porównawcza aktywność adsorpcyjna proszków mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów w zakresie markerów toksyn niskocząsteczkowych - błękitu metylenowego i jodu, najskuteczniejszymi sorbentami są kompozyty aktywowane mechanicznie w stosunku 10:1 i 20:1, składające się z renifera mech i zeolit ​​oraz mechanicznie aktywowany mech reniferowy.

Otrzymane wyniki dotyczące adsorpcji żelatyny wskazują na wysoką aktywność wiązania białek próbek enterosorbentów z mchu chrobotkowego, zeolitu i ich kompozytów. Wynika to z obecności w sorbentach dużej liczby grup funkcyjnych zawierających tlen, zdolnych do sorpcji cząsteczek białka.

Wyniki

Badane obiekty mają dużą powierzchnię właściwą i są w stanie dobrze adsorbować markery toksyn o niskiej masie cząsteczkowej i toksyny białkowej, co wiąże się nie tylko z rozwiniętą powierzchnią, ale również ze wzrostem liczby grup funkcyjnych w wyniku aktywacji mechanochemicznej .

Zainstalowane:

aktywność adsorpcyjna sproszkowanego mchu reniferowego jest wyższa niż sproszkowanego zeolitu;

wzrasta aktywność adsorpcyjna proszków podczas mechanicznej aktywacji.

Mech chrobotek, proszki zeolitów i ich kompozyty mają właściwości sorpcyjne porównywalne (pod względem jodu) i przewyższające (pod względem MS i żelatyny) charakterystyki przemysłowych enterosorbentów referencyjnych.

Ustalono, że największą wydajność mają mechanicznie aktywowane biokompozyty składające się z mchu chrobotkowego i zeolitu w stosunku 10:1 oraz w stosunku 20:1, mechanicznie aktywowany naturalny mech chrobotek.

Bibliografia

Anshakova V.V., Sharina A.S., Karataeva E.V., Kershegolts B.M.Sposób otrzymywania materiału sorpcyjnego z porostów //Wniosek o patent Federacji Rosyjskiej nr 2011130301 z dnia 20 lipca 2011 r.

Anshakova V.V., Kershenholts BM, Khlebny E.S., Shein A.A.Mechanochemiczne technologie pozyskiwania substancji biologicznie czynnych z porostów.Serwisy Centrum Naukowego Samara Rosyjskiej Akademii Nauk. - 2011r. - V.13, nr 1. - P.236-240.

V. F. Olontsev, A. A. Minkova, K. N. Generalova. Przedstawiono informacje o aktywności adsorpcyjnej sproszkowanego węgla aktywnego i włókien węglowych. Badania przeprowadzono zgodnie z GOST 4453-74. Przedstawione dane ilustrują adsorpcję z roztworów organicznych. Pomiary przeprowadzane są zgodnie z krzywą kalibracyjną. Przedstawiono perspektywy wykorzystania włókna węglowego w porównaniu z węglem aktywnym.

Badanie aktywności adsorpcyjnej węgla aktywnego

Węgiel aktywny i włókno węglowe są przedstawicielami materiałów węglowych stosowanych w przemyśle i technologii chemicznej jako warstwy filtracyjne do oczyszczania agresywnych cieczy i gazów z rozproszonych zanieczyszczeń, służą do oczyszczania powietrza, a także gazów i cieczy procesowych, wyciąg z ostatnich cennych składników , fundusze produkcyjne ochrona osobista narządy oddechowe.

Węgiel aktywny (AC) jest najbardziej znaną i powszechnie stosowaną modyfikacją węgla. Sproszkowany węgiel drzewny uzyskuje się poprzez zwęglenie drzewa bez dostępu powietrza. Aktywność węgla można określić, badając jego zdolność adsorpcji w stosunku do roztworów, barwników organicznych.

Włókna węglowe (CF), należące do klasy materiałów węglowo-grafitowych, charakteryzują się strukturalnie szeregiem cech. Zależą one nie tylko od konkretnej postaci materiału (włókna), ale także od zorientowanej struktury polimerów wyjściowych, z których są otrzymywane.

Na podstawie informacji o budowie adsorbentów węglowych można stwierdzić, że ich powierzchnia jest utworzona przez połączenie płaszczyzn mikrokrystalicznych równoległych do heksagonalnych warstw aromatycznych pierścieni węglowych oraz płaszczyzn utworzonych przez powierzchnie tych warstw połączonych siłami van der Waalsa. To właśnie w tych miejscach, utworzonych z krawędzi atomów węgla pierścieni aromatycznych, mogą istnieć różne grupy funkcyjne.

Obecnie brak jest wystarczająco wiarygodnych danych dotyczących adsorpcji z roztworów wodnych, które wskazywałyby na powstawanie wielocząsteczkowych warstw adsorpcyjnych. Nie sposób również oprzeć się na doświadczeniach z adsorpcją barwników, gdyż nawet w bardzo rozcieńczonych roztworach jony barwnika są w dużym stopniu zasocjowane, a stopień ich asocjacji jest funkcją nie tylko stężenia, ale także zawartości silnych elektrolity (jony soli nieorganicznych) i pH w roztworze. Z tych samych powodów nie można stosować cząsteczek środka powierzchniowo czynnego. Opracowując teorię adsorpcji substancji rozpuszczonych, należy pamiętać, że dla dowolnego stosunku cząsteczek substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika cała powierzchnia adsorbentu jest całkowicie pokryta zaadsorbowanymi cząsteczkami. Adsorbowane z roztworów cząsteczki adsorbatu znajdują się jednocześnie pod wpływem pola adsorpcyjnego powierzchni adsorbentu i cząsteczek rozpuszczalnika (siły oddziaływania są przeciwne do sił adsorpcji). W rezultacie na granicy faz (w warstwie adsorpcyjnej) cząsteczki substancji rozpuszczonej uzyskują określoną orientację.

Kiedy cząsteczki AC lub HC są absorbowane z roztworu, zachodzi fizyczna adsorpcja. Wynika to głównie z sił van der Waalsa. W procesie tym zaadsorbowany związek nie ulega przemianie chemicznej.

Zasadnicza różnica między adsorpcją z roztworów a adsorpcją gazów i par polega przede wszystkim na tym, że adsorpcja ta ma zawsze charakter wypornościowy i jest realizowana przez redystrybucję składników roztworu na granicy faz, a nie przez stopniowe zwiększanie stężenia substancja na powierzchni adsorbentu.

Fizyczna adsorpcja substancji organicznych z roztworów wodnych jest najbardziej wyraźna, gdy jako adsorbenty stosuje się materiały węglowe, ponieważ energia oddziaływania van der Waalsa cząsteczek wody z atomami węgla tworzącymi powierzchnię ciał węglowych jest znacznie mniejsza niż energia dyspersji oddziaływanie tych atomów z atomami szkieletu węglowego cząsteczek organicznych. Energia oddziaływań dyspersyjnych cząsteczek organicznych z adsorbentem jest szczególnie wysoka w przypadkach, gdy szkielety węglowe cząsteczek adsorbentu mają płaską strukturę i charakteryzują się sprzężonym układem i wiązaniami, co obserwuje się np. w związkach aromatycznych. Duża różnica w energiach oddziaływania cząsteczek składników roztworu z powierzchnią adsorbentu węglowego prowadzi do wyraźnej selektywnej adsorpcji substancji organicznych. Taka selektywność warunkuje technologiczne zastosowanie adsorpcji i jest podstawą mechanizmów adsorpcji wielu procesów.

Ocenę adsorpcji węgli aktywnych przeprowadza się na podstawie wyników uzyskanych różnymi metodami. Przyjrzyjmy się różnym metodom.

Adsorpcja błękitu metylenowego daje wyobrażenie o powierzchni węgla aktywnego utworzonej przez pory o średnicy większej niż 1,5 nm. Cząsteczka błękitu metylenowego ma stosunkowo dużą wymiary liniowe Jednak stosując eksperymenty adsorpcyjne na krzemianach o warstwowej strukturze sieciowej stwierdzono, że dzięki rezonansowi trzech pierścieni cząsteczka tego barwnika jest adsorbowana jako płaska płytka.

W USA liczbę błękitu metylenowego określa się w następujący sposób: miareczkować 15 mg sproszkowanego węgla drzewnego mieszając roztworem błękitu metylenowego (1 g/l), aż po 5 minutach przebarwienie roztworu ustanie. Liczbę miligramów błękitu metylenowego, którą adsorbuje 1 g węgla aktywowanego, przyjmuje się jako liczbę błękitu metylenowego. Miano wzorcowego roztworu błękitu metylenowego odpowiada liczbie USA błękitu metylenowego 7,5.

W przemyśle japońskim standardowa metoda opiera się na adsorpcji błękitu metylenowego z roztworu o stężeniu 1,2 g/l. Po 5 minutach wytrząsania z węglem aktywnym roztwór przesącza się przez nasączoną bibułę filtracyjną z błękitu metylenowego. W ten sposób można zminimalizować błędy spowodowane utratą atramentu na papierze. Liczba eksperymentów jest zwiększana aż do osiągnięcia resztkowego standardowego koloru.

adsorpcja fenolu. Metodą tą wyznacza się izotermę Freundlicha dla różnych wag sproszkowanego węgla. Następnie zdolność adsorpcji szacuje się graficznie przy równowagowym stężeniu fenolu 1 mg/l, które przyjmuje się jako zdolność adsorpcji fenolu.

Adsorpcja alkilobenzenosulfonianu. W przygotowaniu wody pitnej i przemysłowej, a także przy oczyszczaniu ścieków, w wielu przypadkach adsorpcja alkilobenzenosulfonianu jest ważną cechą przy wyborze węgla aktywnego. Testy przeprowadzane są na węglu proszkowym. Po określeniu izotermy Freundlicha określa się zdolność adsorpcji w stosunku do stężenia resztkowego 1,0 i 0,1 ppm.

adsorpcja jodu. Zgodnie z tą metodą liczbę jodową węgla aktywnego należy rozumieć jako ilość jodu (mg), która może zaadsorbować 1 g tego węgla w postaci proszku z rozcieńczonego wodnego roztworu jodu; resztkowe stężenie równowagowe roztworu jodu powinno wynosić 0,02 N. Przyjmuje się, że przy tej wartości jod jest adsorbowany w postaci monowarstwy. Istnieje zależność między liczbą jodową węgla aktywnego a jego powierzchnią właściwą, którą można określić metodą Brunera-Emmetta-Tellera (BET). Jod jest adsorbowany głównie na powierzchni porów o średnicy znacznie większej niż 1 nm, a przy dużej powierzchni właściwej zwiększa się udział cienkich porów, które nie są dostępne dla cząsteczek jodu.

Technika eksperymentalna. Aby określić adsorpcję, wybrano metodę przedstawioną w GOST 4453-74. Norma ta implikuje określenie aktywności adsorpcyjnej sproszkowanego węgla aktywnego, którego wartość musi być zgodna z normą i wynosić co najmniej 225 mg/g.

Oto główne cechy fizyczne i chemiczne węgla aktywnego użytego w pracy. Klarujący węgiel aktywowany (OU-A) otrzymuje się z surowego węgla drzewnego metodą aktywacji parowo-gazowej, a następnie mielenia.

Wyciągnijmy następujące wnioski. Adsorpcja rozpuszczonych substancji organicznych leży u podstaw wielu procesy technologiczne. Szczególnie ważne jest wykorzystanie procesów sorpcyjnych w technologii oczyszczania z substancji organicznych. Na aktywność adsorpcyjną wpływa nie tylko struktura porowata, ale również surowiec. Przedmiotem badań w pracy były gatunki węgla OU-A i UV. Udowodniono perspektywy zastosowania HC w porównaniu z AC. Włókno z węgla aktywnego to nie tylko włóknisty węgiel aktywny, ale ma wysoce funkcjonalne właściwości, których nie mają tradycyjne granulowane i sproszkowane węgle aktywne. Blagod

Kruszywo węglowe produkowane jest z surowców przyjaznych środowisku – drewna brzozowego. Węgiel ma wysoką porowatość, co decyduje o jego zdolności sorpcyjnej.

Pakowanie - worek 10 kg

Ceny węgla BAU-A:

125 000 rub./t z VAT

Charakterystyka

Nazwa wskaźnika	Oznaczający
Wygląd zewnętrzny	Czarne ziarna bez zanieczyszczenia mechaniczne
Wielkość ziarna:
>3,6 mm,%, nie więcej	2,5
3,6-1,0 mm,%, nie mniej	95,5
	2,0
Aktywność adsorpcji jodu, %, nie mniej niż	60
Całkowita objętość porów w wodzie, cm3/g, nie mniej niż	1,6
Gęstość nasypowa, g/dm3, nie więcej	240
Udział masowy popiołu, %, nie więcej	6,0
Udział masowy wilgoci, %, nie więcej	10,0

Opis

Węgiel przeznaczony jest przede wszystkim do likwidacji specyficznego zapachu, klarowania, poprawy smaku oraz oczyszczania wody z zanieczyszczeń w zakładach przemysłowych i fabrykach oraz w instytucjach komunalnych.

Ze względu na porowatość węgla i jego indywidualne właściwości jest bardzo aktywnie wykorzystywany do oczyszczania różnego rodzaju cieczy z zanieczyszczeń (od najmniejszych do molekuł produktów naftowych, olejów fuzlowych i innych).

Obszary zastosowania:

• Węgiel aktywny jest najczęściej stosowany w przemyśle napojów alkoholowych oraz do przygotowania bimbru. Węgiel służy również do eliminowania zapachów osób trzecich, nierozpuszczalnych cząstek, czyszczenia koloru, zmiękczania smaku i poprawy jakości napoju jako całości;
• do przygotowania wody destylowanej i jej oczyszczania z zanieczyszczeń;
• węgiel drzewny jest używany w filtrach o małej objętości;
• a także oczyszczanie ścieków w różnych przedsiębiorstwach i kotłowniach.

Charakterystyka

• Skuteczna eliminacja zapachów, odcieni i związków innych firm;
• szeroki zakres PH;
• wysokie właściwości sorbentowe;
• odporność na zużycie.

Ważne jest, aby spożywać tylko oczyszczoną wodę. Węgiel aktywny to obiecujące i ekonomiczne rozwiązanie problemu zanieczyszczonej wody. Po oczyszczeniu przez BAU-A woda nie zostanie ponownie zanieczyszczona.

Węgiel należy okresowo myć wodą w celu usunięcia osadzonych cząstek. Wraz ze spadkiem właściwości sorbentu węgiel należy wymienić.