Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения осадителя тяжелых металлов для очистки сточных вод

Изобретение относится к способу получения осадителя тяжелых металлов, применяемого для очистки сточных вод предприятий металлургической, химической и других отраслей промышленности от ионов тяжелых металлов, например, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ и т.п.

Известен способ получения дитиокарбаматов полиэтиленаминов в качестве комплексообразователей (авторское свидетельство №635094, заявка 11.08.75, опубл. 30.11.78), заключающийся во взаимодействии соответствующих аминов с сероуглеродом в среде водной или спиртовой щелочи при нагревании.

В известном способе используются низкомолекулярные соединения с небольшим количеством дитиокарбаматных групп, обладающие низким хелатирующим и адсорбционным эффектом. Реакция проводится при нагревании, что осложняет работу с сероуглеродом, который имеет низкую температуру кипения и является ЛВЖ.

Техническим результатом является получение легко синтезируемого реагента в виде раствора при мягких условиях с температурой 20-25°С для максимально возможного удаления ионов тяжелых металлов из водной фазы в нерастворимый легко удаляемый осадок.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения осадителя тяжелых металлов для очистки сточных вод - раствора полидитиокарбаматов щелочных металлов, общей формулы:

где R¹ - повторяющаяся структурная единица полимера, R² - водород или углеводородный радикал, Me - атом щелочного металла (Na, K и т.д.),

заключается в реакции водорастворимого полимера, содержащего первичные (-NH2) или вторичные (-NH-) аминные группы, с сероуглеродом в водном растворе щелочи, протекающей в мягких условиях, при охлаждении водой до температуры 20-25°С, при этом с целью ускорения реакции добавляют водорастворимый органический растворитель.

Для получения осадителя тяжелых металлов используют водорастворимый полимер, содержащий первичные (-NH2) или вторичные (-NH-) аминные группы, например, полиэтиленполиамин (ПЭПА), полиакриламид и т.п. Для облегчения работы с сероуглеродом, реакция протекает в мягких условиях при охлаждении реакции водой до комнатной температуры 20-25°С. К водному раствору полимера добавляют водный раствор щелочи и сероуглерод. Для ускорения реакции можно добавить водорастворимый органический растворитель, например, изопропиловый спирт или ацетон.

В результате образуется раствор полидитиокарбаматов без образования побочных продуктов и без необходимости выделения основного действующего вещества, мгновенно реагирующий с ионами тяжелых металлов, с образованием хлопьевидного или творожистого осадка, хорошо фильтрующегося и отстаивающегося из водных сред.

Пример 1. В сосуд или реактор, охлаждаемый водой до комнатной температуры, добавляют 15,0 г дистиллированной воды. Затем при перемешивании 7,5 г полиэтиленполиамина и 15,0 г 45%-ного водного раствора NaOH. После охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры 20-25°С добавляют 13,0 г сероуглерода при перемешивании и 1 г. изопропилового спирта. Реакция длится около часа и получается насыщенный оранжево-красный раствор.

Пример 2. В сосуд или реактор, охлаждаемый водой до комнатной температуры 20-25°С, добавляют 11,0 г полиакриламида. Затем при перемешивании 13,0 г сероуглерода, 15,0 г дистиллированной воды и 15,0 г 45%-ного водного раствора NaOH. После этого добавляют 1,0 г. изопропилового спирта. Реакция длится около часа и получается ярко-красный гель.

Реагенты готовы к использованию для осаждения ионов тяжелых металлов в исходном состоянии или после разбавления водой до более низкой концентрации.