Способ получения адсорбента на основе оксида цинка

(51)5 В 01,1 20/О РЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬС 1,5-9,0 0,5-4,0 0,6 - 1,5 0,3-0,6 0,1 -0,4 0,005 - 0,06 0,3-1,0 остальное,кремнеземалюминийжелезокальциймагниймедьнатрийцинк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Институт общей и неорганической химии АН БССР(72) В.С,Комаров и Е.В.Карпинчик (56) Авторское свидетельство СССР М 1204248, кл. В 011 20/02, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА(57) Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соеИзобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соединений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ получения. поглотителя сернистых соединений на основе оксида цинка сущность которого состоит в том, что для получения адсорбента используют цинксодержащий шлам, образующийся при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, который подвергают термообработке при температуре 300 - 700 С. Цинксодержащий шлам в сухом состоянии имеет следующий состав, мас.0/О:углерод (общий) 5,0 - 12,0 сера (общая) 2,9-5,0 динений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике, Целью изобретения является повышение удельной поверхности сорбционной емкости и выхода сорбента. Поставленная цель достигается путем термообработки при 400 - 800 С цинкосодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна. Техникоэкономические преимущества заявленного способа состоят в увеличении, по сравнению с прототипом, величин удельной поверхности и сорбционной емкости в 2-3 раза, выход адсорбента 65-85%, 1 табл. Вещественный состав шлама представлен преимущественно гидрокабонатом цинка (до 85 мас.;). Углеродсодержащая его часть находится в виде ксантогената целлюлозы и гемицеллюлоз, Остальные элементы являются примесями, извлеченными кислыми сточными .:одами из технологического оборудования.Способ позволяет получить адсорбент, содержащий 63,1-87,9 мас,% оксида цинка, который обладает удельной поверхностью 8,7 - 30,2 м /г и сорбционной емкостью 0,010,05 см /г при выходе готового продукта62-75 мас,%.Недостаток способа заключается в низкой удельной поверхности, сорбционнойемкости и выходе полученного по нему адсорбента,Цель изобретения - пвоышение удель,йЬй поверхности, сорбционной емкости ивыхода адсорбента.Поставленная цель достигается спосо бом получения адсорбента на основе окси да цинка, включающим термообработкуцинксодержащего шлама, образующегосяпри очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, которую осуществляют в инертнойатмосфере, или в среде газов, выделяющихсяпри термообработке, при температуре 400 -800 С,П р и м е р 1. Высушенный до остаточнойвлажности 8% цинксодержащий шлам в количестве 100 г, содержащий в абсолютно сухом состоянии 38 оцинка, загружают втигель, который помещают в кварцевуютрубку, снабженную внешним обогревом.Трубку закрывают с обеих концов пробкамис подводящим с одной и отводящим - сдругой стороны патрубками, через которыеосуществляют ее продувку гелием из газового баллона для вытеснения воздуха.Включают электрообогрев и производят нагревание со скоростью 10 О/мин до температуры 400 С в слабом потоке гелия,выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, после чего охлаждают не прерываяподачу инертного газа до комнатной температуры. После извлечения тигля получают74,5 г адсорбента, содержащего 58,2 мас.%оксида цинка, Удельная поверхность адсорбента, измеренная по адсорбции паров бензола в вакууме, составляет 79,1 м /г,2сорбционная емкость - 0,19 см /г, выходзпродукта - 81%,П р и м е р 2. 100,0 г цинксодержащегошлама с влажностью 10 ои содержанием вабсолютно сухом 40,8% цинка подвергаюттермообработке в атмосфере азота при температуре 500 С с изотермической выдержкой в течение 1 ч, Трубку с прокаленнымпродуктом охлаждают и разгружают. Полученный адсорбент содержит 72,4 мас. Ооксида цинка, Ууельная поверхностьсоставляет 66,3 м /г, сорбционная емкость- 0,14 см /г, выход - 70%.П р и м е р 3. Цинксодержащий шлам свлажностью 36,2 в количестве 100,0 г содержащий в сухом 44,0 оцинка загружают в тигель,который помещают в трубку с электрообогревом. Прокаливание осуществляют без доступа воздуха в атмосфере выделяющихся газов при температуре 800 С с изотермической выдержкой в течение 0,5 ч.Трубку с продуктом охлаждают и разгружа 10 ют. Получают адсорбент, содержащий84,3% оксида цинка, который обладает удельной поверхностью 33,4 м /г и сорбционной емкостью 0,09 смз/г. Выход адсорбента составляет 65 о .15 В таблице приводятся сравнительные спрототипом характеристики адсорбента, полученного при других условиях осуществления способа, включая и условия по приме 20 25 30 35 40 45 50 рам 1 - 3.Полученные экспериментальные данные позволяют ограничить. предельные значения температуры термообработки цинксодержащего шлама интервалом 400- 800 С.Температура ниже 400 С не позволяет достаточно полно провести карбонизацию органической части шлама и получить адсорбционно-активный продукт.При температуре свыше 800 С резко ускоряются восстановительные процессы с участием пироуглерода. При этом ухудшаются адсробционнные характеристики адсорбента при одновременном возрастании общих энергозатрат, что не может быть оправдано,Предложенный способ позволяет получить адсорбент с улучшенными адсорбционно-структурными характеристиками, что значительно расширяет сферу его практического использования, а также снизить потери ингредиентов шлама.Формула изобретения Способ получения адсорбента на основе оксида цинка, включающий термообработку цинксодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного икусственного волокна содовым методом,отличающийся тем,что,сцелью повышения удельной поверхности, сорбционной емкости и выхода адсорбента, термообработку цинксодержащего шлама осуществляют в инертной атмосфере или в среде газов, выделяющихся при термообработке, при 400-800 С,1766490еее е а е ВСвойства адсорбента Пги/п Условия обработки Способ Содержание цинка в сухом, 2 Вреня прокаливания,ч Температура прокаливания, еС Со рбционная емкость, смэlг Состав газовой атмосфеРы Выход продукта, 2 Содержаниеоксидацинка, 2 Удельная поверхность мз/г Предла"гаемый Составитель Е, КирпинчикРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С. Юско Заказ 3499 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 12345678910111213141516178 Прототип 1920 -и 40,8 40,8 40,8 40,8 40,8 38,0 38,0 38,0 38,0 38,0 38,0 44,0 44,0 440 44,0 44,0 44,0 38,0 40,8 44,0 ЭОО 400 500 800 900 300 400 600 700 800 900 300 400.600 800 900 900 300 400 700 М1110,50,5110,50,50,5О,5110,50,5О,50,510,5 Азот Азот Азот Азот Азот Гелий Гелий Гелий Пирогазы Гелий Гелий Пирогазы Пирогазы Пирогазы Пирога вы Пирогаэы Гелий Воздух Воздух Воздух 79 72 70 67 62 85 81 78 73 72 70 78 71 68 65 62 63 75 70 62 64,0 70,2 72,4 75,4 81,5 55,3 58,2 60,6 64,8 65,4 67,3 69,8 768 80,0 84,3 87,8 86,8 6 Э, 72,4 87 9 Образец61,666,353,1ОбразецОбразец79,176,359,855,42,2Образец56,343,133,4Образец7,230,228,88,7 не активный О,2 0,14 0,11 не активный не активный О,9 0,18 0,12 0,11 0,04 не активный 0,12 0,11 0,09 не активный О,ОЭ 0,02 0,03 0,01