Способ получения углеродного сорбента

(51) 5 В 01 Л 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТЕНТ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДН(57) Угперодндревесины припоследующимчение 1-3 ч. илютин В,В.; Комитет Российской Фелерации по патентам и товарным знакам(73 Ершов Борис Григорьевич ый сорбент получают карбониэацией 300 - 400 С в течение 2 - 4 ч и окислением при 200 - 250 С в те 1 табттИзобретение относится к химическойтехнологии, конкретно к способам получения сорбентов на основе древесного окисленного угля, которые могут быть использованы для очистки растворов от ра , дионуклидов цезия, эмериция, плутония и дрИзвестны способы получения углеродных сорбентов путем окисления активированйых углей растворами азотной кислоты, 10 гипохлорита натрия и перекиси водорода, К недостаткам данных способов следует отнести нестабильность физико-химичаских свойств получаемых сорбентов, их низкую механическую прочность, а также сложно сть аппаратурного оформления процесса,Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является спрсобполучения углеродного сорбента, включаю20щий окисление древесного активного углявоздухом при 400-450 С в течении 20-30 ч.Недостатками данного способа являютсянизкая селективность получаемых сорбентов по отношению к одновалентным ионам,а также низкий выход и большие энергозатрэты при синтезе, так как процесс идет привысоких температурах,Техническим эффектом изобретения является получение сорбента, селективного крадионуклидам цезия при сохранении изби- ЗОрательности к поливалентным металлам, атакже снижение энергозатрат и увеличениевыхода сорбента при его синтезе,Материалы, полученные при карбонизации древесного сырья без их последующего 35окисления, не обладают сорбционной способностью по отношению к Сз, Проведениеокисления древесины беэ ее предварительной карбонизации также не приводит к получению селективного к цезию сорбента, 40Проведение процессэ карбонизациипри температуре ниже 300 С и при времениобоэботки меньше 2 ч не позволяет получить сорбент с заданными свойствами, апроведение карбонизации при температуре 45выше 400 С в течение более 4 ч не приводитк дальнейшему возрастанию селективностипо отношению к Сз, снижает выход готовогосорбента и экономичности нецелесообразно. 50Проведение процесса окисления притемпературе ниже 200 С в течение менее1 ч не приводит к достижению поставленнойцели, а при температуре окисления выше250 С в течение более 3 ч наблюдается снижение селектианости и уменьшение выходасорбентэ. Появление повышенной селективности к цезию не коррелируется с величиной кэтионообменной емкости сорбента и связано, по-видимому, с образованием в фазе сорбента функциональных групп, проявляющих повышенную селективность к Сз, При этом сорбенты, полученные заявленным способом, не теряют сорбционной способности к ионам поливалентных металлов.Способ осуществляют следующим образом, Древесину в виде опилок, стружек или мелкой сечки нагревают без доступа воздуха при температуре 300-400 С в течение 2 - 4 ч, Полученный карбонизат охлаждают до ЗОО - 250 С и продувают через него воздух в течение 1-3 ч. После окончания процесса сорбент охлаждают и выгружают иэ аппарата.П р и м е р 1. Осиновые опилки фракции 0,3-0,8 мм с насыпной плотностью 0,08 г/смз и содержащие 0,6 золы загружали во вращающуюся печь и подвергали термообработке без доступа воздуха при 300 С в течение 2 ч. Затем через слой карбониэата пропускали поток воздуха с расходом 50 л/ч и с температурой 200 С втечение 3 ч. После окончания процесса сорбент охлаждали до комнатной температуры и выгружали из аппарата,ФП р и м е р ы 2 - 6. Синтез сорбентов проводили аналогично примеру 1 при варьировании температуры и времени кэрбонизации и окисления с использованием различных аидов исходного древесного сырья.Условия синтеза приведены в таблице.У сорбентоа, полученных по примерам 1 - 6, а также у промышленных углей БАУ и БАУ о,в. (окисленного кислородом воздуха) определяли сорбционные характеристики; полную обменную емкость (по 0,1 н, КОН) и кбэффициенты распредел 7 ения К) микроколичеств радионуклидов Сз и Рц в водопроводной воде р, Москвы рН = 7,5 - 7,8. Данные приведены в таблице.,Полученные данные показывают, что сорбенты, полученные по заявляемому способу, по сравнению со способом-прототипом обладают повышенными сорбционными характеристиками по отношению к цезию при сохранении селективности к многозарядным ионам (Рц).Технико-экономические преимущества заявленного способа состоят в получении сорбентэ в 10 - 15 рээ большей по сравнению с прототипом емкостью по цезию, а также а значительном уменьшении энергозатрат при синтезе сорбента за счет снижения температуры процессов,(56) И,А.Тарковская. Окисленный уголь. Киев. Наукова думка, 1981, с, 162-1 бб,,Самборская едактор Г.М ико Т аказ 336 ное НПО "Пои 3035, москва, Ж роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, У л,Гагарина, 1 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО СОРБЕНТА, включающий окисление воздухом углеродсодержащего материала на основе древесины, отли качестве углеродсоде используют древесин при ЗОО - 400 С в тече ние осуществляют при ние 1 Зч,ПодпРоспатентаРаушская наб.,ающиися тем, что в жащего материала , карбонизованную ие 2 - 4 ч, а окисле - 250 С в тече