V. F. Olontsev, A. A. Minkova, K. N. Generalova. Vengono presentate informazioni sull'attività di adsorbimento del carbone attivo in polvere e delle fibre di carbonio. Gli studi sono stati condotti in conformità con GOST 4453-74. I dati presentati illustrano l'adsorbimento da soluzioni organiche. Le misurazioni vengono eseguite secondo il grafico di calibrazione. Sono state mostrate le prospettive per l'utilizzo della fibra di carbonio rispetto al carbone attivo.
Studio dell'attività di adsorbimento del carbone attivo
Il carbone attivo e la fibra di carbonio sono rappresentanti di materiali di carbonio utilizzati nell'industria e tecnologia chimica come strati filtranti per purificare liquidi e gas aggressivi dalle impurità disperse, servono per purificare l'aria, nonché gas e liquidi di processo, separare componenti preziosi da questi ultimi e fabbricare prodotti protezione personale organi respiratori.
Il carbone attivo (AC) è la modificazione del carbonio più conosciuta e ampiamente utilizzata. Il carbone in polvere si ottiene carbonizzando il legno senza accesso all'aria. L'attività del carbone può essere determinata testando la sua capacità di adsorbimento rispetto a soluzioni e coloranti organici.
Le fibre di carbonio (CF), che appartengono alla classe dei materiali di carbonio-grafite, sono strutturalmente caratterizzate da una serie di caratteristiche. Dipendono non solo dalla forma specifica del materiale (fibra), ma anche dalla struttura orientata dei polimeri originali da cui sono ottenuti.
Sulla base delle informazioni sulla struttura degli adsorbenti di carbonio, possiamo giungere alla conclusione che la loro superficie è formata da una combinazione di piani di microcristalliti paralleli agli strati esagonali degli anelli di carbonio aromatici e piani formati dalle facce di questi strati collegati da van der Waals forze. È in queste aree, formate dagli atomi di carbonio marginali degli anelli aromatici, che possono esistere vari gruppi funzionali.
Attualmente non esistono dati sufficientemente affidabili sull'adsorbimento da soluzioni acquose che indichino la formazione di strati di adsorbimento polimolecolari. È anche impossibile fare affidamento su esperimenti sull'adsorbimento dei coloranti, poiché anche in soluzioni molto diluite gli ioni coloranti sono largamente associati e il grado della loro associazione dipende non solo dalla concentrazione, ma anche dal contenuto di elettroliti forti ( ioni di sale inorganico) e il pH della soluzione. Per gli stessi motivi non è possibile utilizzare molecole di tensioattivo. Quando si sviluppa la teoria dell'adsorbimento delle sostanze disciolte, è necessario tenere presente che per qualsiasi rapporto tra molecole di soluto e solvente, l'intera superficie dell'adsorbente è completamente ricoperta da molecole adsorbite. Durante l'adsorbimento dalle soluzioni, le molecole di adsorbato sono simultaneamente influenzate dal campo di adsorbimento della superficie adsorbente e dalle molecole di solvente (le cui forze di interazione sono opposte alle forze di adsorbimento). Di conseguenza, all'interfaccia di fase (nello strato di adsorbimento), le molecole della sostanza disciolta acquisiscono un certo orientamento.
Quando le molecole AC o HC vengono assorbite dalla soluzione, si verifica l'adsorbimento fisico. È causato principalmente dalle forze di van der Waals. In questo processo, il composto adsorbito non subisce cambiamenti chimici.
La differenza fondamentale tra l'adsorbimento da soluzioni e l'adsorbimento di gas e vapori è, innanzitutto, che tale adsorbimento è sempre di tipo spostamento e viene effettuato ridistribuendo i componenti della soluzione all'interfaccia, e non aumentando gradualmente la concentrazione della sostanza sulla superficie dell'adsorbente.
L'adsorbimento fisico di sostanze organiche da soluzioni acquose è più pronunciato quando i materiali di carbonio vengono utilizzati come adsorbenti, poiché l'energia dell'interazione di van der Waals delle molecole d'acqua con gli atomi di carbonio che formano la superficie dei corpi di carbonio è molto inferiore all'energia dell'interazione di dispersione di questi atomi con atomi dello scheletro di carbonio delle molecole organiche. L'energia dell'interazione di dispersione delle molecole organiche con l'adsorbente è particolarmente elevata nei casi in cui gli scheletri di carbonio delle molecole adsorbenti hanno una struttura piatta e sono caratterizzati da un sistema coniugato e da legami, come si osserva, ad esempio, nei composti aromatici. La grande differenza nelle energie di interazione tra le molecole dei componenti della soluzione e la superficie dell'adsorbente di carbonio porta ad un adsorbimento selettivo altamente pronunciato di sostanze organiche. Tale selettività determina l'applicazione tecnologica dell'adsorbimento ed è alla base dei meccanismi di adsorbimento di molti processi.
L'adsorbimento dei carboni attivi viene valutato in base ai risultati ottenuti utilizzando varie tecniche. Consideriamo varie opzioni per i metodi.
L'adsorbimento del blu di metilene dà un'idea della superficie del carbonio attivo formata da pori con diametro maggiore di 1,5 nm. La molecola del blu di metilene ha dimensioni lineari relativamente grandi; tuttavia, utilizzando esperimenti di adsorbimento su silicati con struttura reticolare a strati, si è stabilito che, a causa della risonanza di tre anelli, la molecola di questo colorante viene adsorbita come una lastra piana.
Negli USA il numero di blu di metilene viene determinato come segue: 15 mg di carbone in polvere vengono titolati agitando con una soluzione di blu di metilene (1 g/l) fino all'arresto dello scolorimento della soluzione dopo 5 minuti. Il numero di milligrammi di blu di metilene che adsorbe 1 g di carbone attivo viene preso come numero di blu di metilene. Il titolo di una soluzione standard di blu di metilene corrisponde al numero di blu di metilene americano pari a 7,5.
Nell'industria giapponese, il metodo standard si basa sull'adsorbimento del blu di metilene da una soluzione con una concentrazione di 1,2 g/L. Dopo agitazione per 5 minuti con carbone attivo, la soluzione viene filtrata su carta da filtro preimpregnata con una soluzione di blu di metilene. In questo modo si possono minimizzare gli errori dovuti alla perdita di colore sulla carta. Il numero di esperimenti viene aumentato fino al raggiungimento di un colore standard residuo.
Adsorbimento del fenolo. Utilizzando questo metodo, l'isoterma di Freundlich viene determinata su vari campioni di carbone in polvere. Quindi la capacità di adsorbimento viene valutata graficamente ad una concentrazione di fenolo di equilibrio di 1 mg/l, che viene presa come capacità di adsorbimento per il fenolo.
Adsorbimento di alchilbenzensolfonato. Nella preparazione dell'acqua potabile e industriale, così come nel trattamento delle acque reflue, in molti casi l'adsorbimento dell'alchilbenzensolfonato è caratteristica importante quando si sceglie il carbone attivo. I test vengono effettuati su carbonio in polvere. Dopo aver determinato l'isoterma di Freundlich, viene determinata la capacità di adsorbimento rispetto alla concentrazione residua di 1,0 e 0,1 ppm.
Adsorbimento di iodio. Secondo questo metodo, l'indice di iodio del carbone attivo si riferisce alla quantità di iodio (mg) che può assorbire 1 g di questo carbone in polvere da una soluzione acquosa diluita di iodio; la concentrazione residua all'equilibrio della soluzione di iodio dovrebbe essere 0,02 N. Si presume che a questo valore lo iodio venga assorbito sotto forma di monostrato. Esiste una relazione tra l'indice di iodio del carbone attivo e la sua superficie specifica, che può essere determinata utilizzando il metodo Bruner-Emmett-Teller (BET). Lo iodio viene adsorbito principalmente sulla superficie dei pori con un diametro significativamente maggiore di 1 nm e con un'ampia superficie specifica aumenta la percentuale di pori sottili che non sono accessibili alle molecole di iodio.
Tecnica sperimentale. Per determinare l'adsorbimento è stato scelto il metodo presentato in GOST 4453-74. Questo standard prevede la determinazione dell'attività di adsorbimento del carbone attivo in polvere, il cui valore deve corrispondere allo standard ed essere almeno 225 mg/g.
Presentiamo le principali caratteristiche fisico-chimiche del carbone attivo utilizzato nel lavoro. Il carbone attivo schiarente (OU-A) viene prodotto da carbone grezzo utilizzando il metodo di attivazione del gas vapore seguito dalla macinazione.
Traiamo le seguenti conclusioni. L'adsorbimento delle sostanze organiche disciolte è alla base di molti processi tecnologici. Particolarmente importante è l'utilizzo dei processi di assorbimento nella tecnologia di purificazione da sostanze organiche. L'attività di adsorbimento è influenzata non solo dalla struttura porosa, ma anche dalla materia prima. Gli oggetti di studio nel lavoro erano i gradi di carbone OU-A e UV. Le prospettive dell'utilizzo della CF rispetto all'AC sono state dimostrate. La fibra di carbone attivo non è solo carbone attivo fibroso, ha proprietà altamente funzionali che i tradizionali carboni attivi granulari e in polvere non hanno. Blagod
In un apparecchio ad albero verticale, su un lato viene acceso uno strato di carbone con una frazione di 5 - 20 mm e l'aria viene fornita dal lato opposto con un flusso d'aria specifico di 100-400 m 3 / m 2 h.
L'invenzione riguarda metodi per la produzione di adsorbenti di carbonio e può essere utilizzata nella tecnologia chimica. È noto un metodo per produrre adsorbente di carbonio in un apparato del tipo ad albero verticale con riscaldamento interno, in cui l'attivazione viene effettuata in un ambiente contenente vapore, gas e aria. Gli svantaggi di questo metodo sono la necessità di un refrigerante esterno (gas caldo), l'irregolarità del profilo di temperatura lungo l'altezza dello strato, una bassa attività di adsorbimento (non più del 25% per lo iodio) e la superficie specifica del carbone attivo e la presenza di prodotti di pirolisi liquidi e vapori nei gas di scarico. L'invenzione risolve il problema di eliminare gli inconvenienti sopra menzionati del metodo noto per produrre adsorbente (carbone attivo) da carbone. L'effetto risultante è quello di ridurre il consumo energetico specifico e aumentare l'attività di adsorbimento dell'adsorbente risultante. Questo effetto tecnico si ottiene fornendo aria ad un apparato verticale del tipo ad albero e accendendo lo strato di carbone sul lato opposto all'alimentazione dell'aria. Con un apporto d'aria specifico di 100-400 m 3 /m 2 h, il fronte di combustione si sposta verso il flusso d'aria e dietro il fronte di combustione rimane un residuo solido contenente carbonio incombusto. Man mano che il fronte di combustione si muove, lo strato di carbone attraversa successivamente le fasi di riscaldamento, essiccazione e carbonizzazione. I prodotti di carbonatazione contenenti, tra gli altri, componenti infiammabili come monossido di carbonio, idrogeno, idrocarburi liquidi e gassosi, insieme al carbonio solido, reagiscono con l'ossigeno presente nell'aria, formando un fronte di combustione, la cui temperatura raggiunge 750-900 o e in cui tutto l'ossigeno presente nell'aria reagisce. Dietro il fronte di combustione si trova una zona di riduzione dove il carbonio incombusto reagisce con vapore acqueo, anidride carbonica e idrogeno in modalità intra-diffusionale con aumento di volume e di superficie all'interno dello spazio poroso, cioè attivazione del prodotto solido di carbonizzazione. A differenza del metodo esistente, qui l'attivazione avviene principalmente con vapore acqueo e idrogeno formati durante l'essiccazione e la carbonizzazione e le successive reazioni redox ad una temperatura di 600-900 o C, e non con l'anidride carbonica, la cui permeabilità e attività delle molecole sono dati nelle condizioni dei dati di seguito. Poiché il gas formatosi nella zona di carbonizzazione attraversa uno strato di semiossa caldo alla temperatura di 600-900°C e poi non entra in contatto con carbone fresco, non contiene idrocarburi liquidi (resine) e può essere utilizzato dopo la purificazione dalle impurità meccaniche senza raffreddamento. La qualità dell'assorbente risultante è influenzata dalla composizione frazionaria del carbone. Quando si utilizza carbone non schermato contenente una grande quantità di fini (meno di 1-5 mm), a causa dell'elevata resistenza dello strato, si verificano curvatura del fronte di combustione, burnout e canalizzazione. Le particelle più grandi di 20 mm non sono sufficientemente permeabili all'agente attivante e in alcuni casi hanno un nucleo che non è stato carbonizzato (specialmente le particelle di 40-50 mm). Pertanto, l'attività di adsorbimento per lo iodio dell'adsorbente ottenuto dal carbone con una dimensione particellare iniziale di 20-50 mm era 2-4 volte inferiore a quella ottenuta dal carbone con una frazione di 5-20 mm. La specifica alimentazione d'aria è decisiva per la qualità dell'adsorbente e la sua resa specifica. Quando la fornitura d'aria è inferiore a 100 m 3 / m 2 h, la temperatura nel fronte di combustione (700-750 o C) non è sufficiente per ottenere un assorbente di alta qualità (la sua attività di adsorbimento per lo iodio (GOST 6217-74) non è sufficiente non superiore a 30-35), la velocità di movimento del fronte di combustione, che determina la produttività specifica del reattore, è di 0,1-0,12 m/h. All'aumentare dell'apporto d'aria diminuisce la resa specifica dell'adsorbente, ma la velocità di movimento del fronte di combustione aumenta a 0,2-0,25 m/h (con apporto di soffio di 400 m 3 /m 2 h), la superficie specifica area e attività di adsorbimento dell'adsorbente, gli ultimi due valori hanno un picco nell'intervallo di fornitura di sabbiatura di 100-400 m 3 /m 2 h. Quando la fornitura d'aria è superiore a 400 m 3 /m 2 h, una reazione significativa di avviene il residuo solido contenente carbonio con l'ossigeno dell'aria e, con un'ulteriore accelerazione dell'erogazione dell'aria, il processo si trasforma in semplice combustione. Non sono state riscontrate differenze significative nell'attività di adsorbimento del prodotto selezionato a diversi livelli lungo l'altezza dell'apparato, il che ci permette di concludere che l'altezza dello strato e il tempo di permanenza delle particelle nell'apparato non sono i fattori determinanti. Si consiglia di utilizzare come getto una miscela di aria e gas fuoriusciti dall'apparecchio. Il contenuto calorico del gas risultante nel fronte di combustione, a parità di altre condizioni, porta ad un aumento della resa dell'adsorbente a 4-5 kg/m 2 h, ovvero un aumento della resa in massa specifica del 10-12% . L'aggiunta di gas all'aria non deve superare il limite inferiore di infiammabilità (limiti di infiammabilità del gas - 25-70% del volume d'aria), altrimenti la miscela potrebbe accendersi vicino al punto di ingresso nell'apparecchio e interrompere il processo. Nella fase finale, quando il fronte di combustione raggiunge il livello di alimentazione dell'aria, prima di scaricare l'adsorbente, è consigliabile insufflare lo strato con vapore acqueo, mentre l'attività di adsorbimento dello iodio dovuta all'ulteriore attivazione da parte del vapore aumenta del 2-5%, e per i carboni, la cui parte minerale contiene CaO solubile in acqua, si verifica l'idratazione dell'ossido di calcio. ESEMPIO Un reattore a pozzo verticale del diametro di 0,35 m e dell'altezza di 1,5 m è caricato con 135 kg di carbone con una frazione di 5-20 mm di grado B2 (carbone Borodinsky), avente la seguente composizione tecnica ed elementare: Wtr 30% , Ad 90%, CdAf 71%, Hdaf 5%, Odaf 22,5%, Ndaf 1%, Sdaf 0,5%, contenuto calorico 3700 kcal/m. Il getto d'aria viene fornito dal basso con una portata di 35 m 3 /h, mentre il carbone viene acceso dall'alto. Dopo 8 ore il fronte di combustione raggiunge il livello dell'aria di alimentazione e l'apparecchio viene scaricato. La resa in adsorbente era di 37 kg, ovvero il 27,4% del carbone originale. I suoi parametri sono i seguenti: umidità 0,5%, contenuto di ceneri 21-28%, densità apparente 0,45 g/cm 3, resistenza all'abrasione (secondo GOST 16188-70) 85-86%, volume totale dei pori 0,6 cm 3 / g, specifico superficie dei pori 850 m 2 /g, attività di adsorbimento per iodio (GOST 6217-74) - 68,6% e blu di metilene (GOST 6217-74) 28-60 mg/g. La produzione di gas era di 50 m 3 /h, la sua composizione era la seguente,%: 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, il suo potere calorifico è 770 kcal/m3, non c'è resina, il riporto è inferiore a 1 g/m3. Gli stessi risultati si ottengono alimentando il getto d'aria dall'alto e effettuando la carbonatazione dal basso dell'apparecchio. Pertanto, il metodo proposto consente di ottenere un adsorbente con un'attività di adsorbimento per lo iodio (GOST -6217-74) del 60-70% e superiore, con una superficie specifica di 700-900 m 2 /g in un pozzo apparecchio in uno stadio senza fornitura di calore esterna e con getto d'aria. Il gas prodotto nell'apparecchio con potere calorifico fino a 800-850 kcal/m 3 non contiene catrame e può essere utilizzato come combustibile ecologico.
RECLAMO
METODO PER LA PRODUZIONE DI ADSORBENTI DI CARBONIO, compreso il trattamento termico di uno strato di carbone in un apparato del tipo ad albero verticale fornendo aria attraverso di esso, caratterizzato dal fatto che viene utilizzato carbone di una frazione di 5 - 20 mm e l'alimentazione dell'aria viene effettuata attraverso uno strato di carbone, acceso sul lato opposto all'alimentazione dell'aria, con un flusso d'aria specifico di 100 - 400 m 3 / m 2 h.Il carbone tritato è prodotto da materie prime rispettose dell'ambiente: legno di betulla. Il carbone ha un'elevata porosità, che determina la sua capacità di assorbimento.
Confezione: sacco da 10 kg
Prezzi del carbone BAU-A:
125.000 rubli/t IVA inclusa
Caratteristiche
| Nome dell'indicatore | Senso |
|---|---|
| Aspetto | Grani neri senza impurità meccaniche |
| Granulometria: | |
| >3,6 mm, %, non di più | 2,5 |
| 3,6-1,0 mm, %, non meno | 95,5 |
| 2,0 | |
| Attività di adsorbimento per lo iodio,%, non inferiore | 60 |
| Volume totale dei pori in acqua, cm3/g, non inferiore | 1,6 |
| Densità apparente, g/dm3, non di più | 240 |
| Frazione di massa di cenere,%, non di più | 6,0 |
| Frazione di massa di umidità,%, non di più | 10,0 |
Descrizione
Il carbone è destinato principalmente all'eliminazione di odori specifici, alla chiarificazione, al miglioramento del gusto e alla purificazione dell'acqua dalle impurità negli impianti e fabbriche industriali e nelle istituzioni municipali.
A causa della porosità del carbone e delle sue proprietà individuali, viene utilizzato molto attivamente per purificare vari tipi di liquidi dalle impurità (dalle più piccole alle molecole di prodotti petroliferi, oli di fusoliera e altri).
Aree di utilizzo:
- Il carbone attivo viene spesso utilizzato nell'industria delle bevande alcoliche e nella produzione del chiaro di luna. Il carbone viene utilizzato anche per eliminare odori estranei, particelle insolubili, purificare il colore, ammorbidire il gusto e migliorare la qualità della bevanda nel suo insieme;
- per la preparazione dell'acqua distillata e la sua purificazione dagli inquinanti;
- il carbone viene utilizzato nei filtri di piccolo volume;
- nonché il trattamento delle acque reflue in varie imprese e caldaie.
Caratteristiche
- Eliminazione efficace di odori, sfumature e composti di terze parti;
- ampio intervallo di pH;
- elevate proprietà assorbenti;
- resistenza all'usura.
È importante consumare solo acqua purificata. Il carbone attivo è una soluzione promettente ed economica al problema dell’acqua contaminata. L'acqua una volta purificata da BAU-A non verrà più contaminata.
Il carbone deve essere periodicamente lavato con acqua per rimuovere le particelle depositate. Se le proprietà dell'assorbente diminuiscono, il carbone deve essere sostituito.
Specifiche del controllo di qualità dei carboni attivi per l'industria dell'estrazione dell'oro
I carboni attivi (AC) vengono utilizzati nell'industria mineraria dell'oro per l'assorbimento dei cianuri d'oro. In questo caso si possono utilizzare diverse tecnologie: CIP, CIL e CIC, tuttavia, indipendentemente dalle tecnologie utilizzate, è importante scegliere la qualità di carbone più adatta processo tecnologico. La scelta del carbone attivo, innanzitutto, dovrebbe basarsi sulle sue caratteristiche tecnologiche.
I principali indicatori della qualità dell'AC, tenendo conto delle specificità del suo utilizzo nelle imprese di estrazione dell'oro, sono la sua attività di adsorbimento di iodio, composizione frazionaria, resistenza all'abrasione, contenuto di ceneri, densità apparente e contenuto di impurità metalliche.
I carboni più adatti per l'estrazione dell'oro sono i carboni ricavati dai gusci di cocco, poiché li hanno maggiore forza, rispetto ad altre AU. Inoltre, hanno un’elevata attività di adsorbimento e una buona rigenerabilità.
Il monitoraggio di tali parametri può essere effettuato sia secondo le norme vigenti nel territorio dell'Unione Doganale (secondo GOST) sia secondo gli standard internazionali (ASTM). Ciò è particolarmente importante per l’industria dell’estrazione dell’oro, poiché nel territorio dell’Unione doganale i carboni attivi a base di cocco non vengono prodotti, ma solo importati. A questo proposito sorgono difficoltà dovute a discrepanze nei metodi di controllo previsti dalle normative nazionali standard internazionali e la nomenclatura dei carboni.
Laboratorio prove dell'INBI RAS, in possesso di tutto equipaggiamento necessario e personale esperto, hanno condotto una serie di studi alla sua base, che hanno permesso di confrontare i metodi di analisi russi e internazionali.
Consideriamo in dettaglio alcuni metodi per testare il carbone secondo GOST e metodi ASTM simili in relazione all'estrazione dell'oro.
Attività di adsorbimento dello iodio - "numero di iodio" (GOST 6217-74 eASTM D4607-94).
Nel determinare il numero di iodio, la differenza principale è la rimozione preliminare dei solfuri, che possono interferire con le misurazioni. Questa fase è assente quando testato secondo GOST, quindi i valori ottenuti secondo ASTM potrebbero essere superiori ai valori ottenuti secondo GOST.
L'indicatore dell'attività di adsorbimento è estremamente importante, poiché è questo indicatore che mostra la capacità del carbone attivo di adsorbire l'oro e ne determina il rilascio.
Composizione frazionaria (GOST 16187-70 eASTM D2862-97).
Il principio del metodo è identico, l'unica differenza sta nella dimensione delle celle utilizzate e nel metodo di calcolo (in mm secondo GOST e in mesh secondo ASTM). È importante notare che le dimensioni delle celle durante il ricalcolo non corrispondono fino all'ultima cifra, il che causa anche difficoltà nel confrontare i risultati.
Resistenza all'abrasione (GOST 16188-70 eASTMD4058-96).
Secondo GOST, la resistenza all'abrasione viene determinata utilizzando un cilindro costituito da tre cilindri indipendenti, all'interno di ciascuno dei quali è presente un altro cilindro di diametro inferiore. Dopo la rotazione la quantità di carbone rimasta invariata viene determinata in %. Secondo ASTM, all'interno del cilindro più grande non c'è un cilindro, ma un deflettore. Il confronto dei risultati ottenuti con questi metodi non è possibile. I risultati dei test ASTM sono sempre significativamente superiori ai valori GOST.
La resistenza all'abrasione, come l'attività di adsorbimento dello iodio, è un parametro fondamentale nella scelta del carbone attivo. I carboni con bassa resistenza all'abrasione si sbricioleranno durante il funzionamento e, inoltre, la loro successiva rigenerazione sarà difficile.
Frazione di massa di cenere (GOST 12596-67 eASTM D2866-94).
La differenza tra i metodi sta nella durata dell'incenerimento e nella temperatura. Secondo ASTM, la temperatura è 650 0 C, il tempo va dalle 3 alle 16 ore. Secondo GOST, la temperatura è 850 0 C, il tempo è 2-2,5 ore.
Nonostante il tempo di incenerimento più lungo, i valori ottenuti con il metodo ASTM D 2866 potrebbero essere leggermente superiori, poiché C'è una differenza significativa nelle condizioni di temperatura. Nell'intervallo di temperatura compreso tra 650 e 850 0 C alcuni metalli ed elementi possono evaporare.
Il contenuto di ceneri del carbone attivo è strettamente correlato all'indicatore che caratterizza il contenuto di impurità metalliche. La presenza di un gran numero di impurità metalliche influenzerà negativamente l'adsorbimento dell'oro.
Si consiglia di applicare requisiti rigorosi per questo indicatore al carbone attivo utilizzato nelle imprese di estrazione dell'oro, poiché le impurità metalliche possono interferire con l'adsorbimento dell'oro.
Densità apparente (GOST 16190-70 eASTM D2854-96).
La differenza principale è che durante il test secondo GOST, il cilindro graduato si trova in un divisore meccanico ed è soggetto a vibrazioni, che portano alla compattazione del carbone. Quando si utilizza la procedura ASTM, la compattazione non avviene nel cilindro. La densità apparente prima della compattazione corrisponde alla densità apparente ASTM. I valori di densità apparente secondo ASTM sono sempre inferiori rispetto a GOST.
La densità apparente è un indicatore che, insieme al contenuto di umidità, è importante quando si acquistano carboni attivi, poiché viene utilizzato per calcolare la quantità di carbone in peso necessaria per riempire i contenitori di processo.
Pertanto, è necessario tenere conto delle differenze esistenti tra i metodi GOST e ASTM e fare attenzione alle specifiche AC fornite dai venditori. Nella Federazione Russa, in quanto paese membro dell'Unione doganale, è consigliabile effettuare il controllo in entrata degli AC secondo i metodi GOST. Ciò consentirà di confrontare gli indicatori AU provenienti da diversi importatori.
MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA RF
Istituto statale federale di istruzione professionale superiore “Università federale nord-orientale dal nome. M.K. AMMOSOVA"
ISTITUTO DI SCIENZE NATURALI
DIPARTIMENTO DI CHIMICA GENERALE, ANALITICA E FISICA
Studio dell'attività di adsorbimento delle materie prime vegetali e minerali naturali della Repubblica di Sakha (Yakutia)
Completato da: Gogoleva N.A.,
Studente del 5° anno HO -10 JPY
Direttore scientifico: Karataeva E.V.,
Arte. insegnante del dipartimento generale,
chimica analitica e fisica
Yakutsk, 2014
Introduzione ……………………………………………………………………… 3
Adsorbimento.................................................................6
Enterosorbenti……………………...9
Attivazione meccanochimica delle materie prime………………18
Metodo di ricerca spettrofotometrica………...20
Studio dell'attività di adsorbimento di polveri di muschio di renna, zeolite e loro compositi per il blu di metilene……………..21
Studio dell'attività di adsorbimento di polveri di muschio, zeolite e loro compositi per lo iodio…………………...22
Studio dell'attività di adsorbimento di polveri di muschio di renna, zeolite e loro compositi su gelatina…………………...24
Analisi comparativa basata su dati di letteratura delle attività di adsorbimento di sorbenti di riferimento per marcatori MS, iodio, gelatina e polveri di muschio. zeolite e loro compositi………………..25
La discussione dei risultati………….................................. ....................................26
Conclusioni…………………………………27
Letteratura utilizzata................................................28
introduzione
Le regioni dell'estremo nord dispongono di enormi risorse biologiche, che attualmente vengono utilizzate solo parzialmente, mentre rappresentanti di vari campi della scienza e della produzione attraggono sempre più materie prime vegetali e minerali come oggetto di ricerca, per la loro disponibilità e fattibilità economica.
Unici nelle loro proprietà sono i nostri Risorse naturali, tra cui il cosiddetto “muschio di renna” o muschio, e le zeoliti.
Pertinenza dell'argomento . Uno dei settori principali della biotecnologia riguarda lo sviluppo di materiali di assorbimento e il loro ulteriore utilizzo in medicina e nell'industria medica come materiali insostituibili per l'enteroassorbimento. Gli scienziati da molti anni risolvono il problema della creazione di enterosorbenti efficaci e sicuri progettati per purificare il corpo dalle sostanze tossiche prodotte in varie malattie. paesi diversi. Gli enterosorbenti di origine vegetale presentano numerosi vantaggi: non hanno un effetto irritante sul tratto gastrointestinale, non causano effetti collaterali o tossici e anche la durata della loro somministrazione è lunga.
Come enterosorbenti vengono utilizzati carboni attivi, gel di silice, zeoliti, alluminosilicati, fibre alimentari, assorbenti organici e compositi. Ma, nonostante l’ampia gamma, la loro efficacia non sempre soddisfa le esigenze di medici e pazienti. Si ritiene che l'uso a lungo termine dell'enterosorbente porti alla rimozione dal corpo non solo di sostanze tossiche, ma anche di componenti importanti come vitamine, enzimi, immunoglobuline, ecc. Inoltre, alcuni enterosorbenti presentano una serie di controindicazioni.
Novità dell'opera : studio della polvere di muschio come enterosorbente ottenuto utilizzando la tecnologia meccanochimica - un nuovo metodo ecologico di lavorazione delle materie prime biologiche, che avviene in una fase senza sprechi, che non richiede grandi costi ed è abbastanza facile da usare.Tecnologia meccanochimicapermette di aumentare l'attività biologica e la digeribilità di diverse sostanze fisiologicamente attive (PAS) del muschio, ad esempio lichenina e isolichenina.
Obiettivo del lavoro : studio dell'attività di adsorbimento di polveri di muschio, zeolite e loro compositi secondo marcatori di tossine a basso peso molecolare e un patogeno di natura proteica - gelatina.
Compiti :
metodi di studio per la determinazione dell'attività di adsorbimento di polveri di muschi e zeoliti;
confrontare le attività di adsorbimento degli enterosorbenti e identificare l'assorbente più efficace;
confrontare le attività di adsorbimento di polveri di muschio, zeolite e loro compositi secondo i dati di letteratura con adsorbenti di riferimento.
Oggetti di ricerca :
Adsorbenti - polveri di muschio del genere Cladonia e zeolite:
campione 1 – polvere di muschio macinata grossolanamente;
campione 2 – polvere di muschio attivata meccanicamente;
campione 3 – polvere grossolana di zeolite;
campione 4 – polvere di zeolite attivata meccanicamente;
campione 5 – polvere composita muschio - zeolite 10:1 macinata grossolanamente;
campione 6 – polvere composita di muschio di lichene - zeolite 10:1 attivata meccanicamente;
campione 7 – polvere composita muschio - zeolite 20:1 macinata grossolanamente;
campione 8 – polvere composita di muschio – zeolite 20:1 attivata meccanicamente.
Marcatori : tossine a basso peso molecolare - blu di metilene e iodio, tossina proteica - gelatina.
Metodo di determinazione l'attività di adsorbimento dello iodio è stata effettuata secondo GOST 6217-74; per il blu di metilene - secondo GOST 4453-74, un metodo per determinare l'attività di adsorbimento del carbone utilizzando l'indicatore blu di metilene; per gelatina - utilizzando il reagente biureto (Farmacopea statale dell'URSS. 11a ed. M., 1990.)
Attrezzatura:bilancia analitica GOSMER VL – 210, agitatore “HeidolphPromax2020", spettrometroLAMBDA-20 ( PERKINELMER).
STUDIO DELL'ATTIVITÀ DI ADSORBIMENTO DI POLVERI DI MOSES, ZEOLITE E LORO COMPOSITI SU BLU DI METILENE
Metodo di determinazione
Il metodo per determinare l'attività di adsorbimento di muschio, zeolite e loro compositi utilizzando il blu di metilene è stato effettuato secondo GOST 4453 - 74 "Metodo per determinare l'attività di adsorbimento del carbone utilizzando l'indicatore blu di metilene" (modificato).
Circa 0,2 g di assorbente (muschio, zeolite e loro compositi) vengono messi a contatto con 50 ml di una soluzione allo 0,15% di blu di metilene per 1 ora su un agitatore con un numero di vibrazioni di 140 ± 10 vol. al minuto La determinazione della soluzione di equilibrio dopo l'adsorbimento viene effettuata mediante filtrazione, scartando i primi 30 ml del filtrato e non lasciando asciugare il sedimento per evitare il desorbimento meccanico. 1 ml del filtrato viene diluito in un matraccio tarato a 500 ml e la densità ottica viene determinata su uno spettrofotometro con un assorbimento massimo di circa 664 ± 2 nm con uno spessore dello strato di 10 mm rispetto all'acqua.
Parallelamente, la densità ottica della soluzione del campione standard di lavoro MS (RSS) viene determinata in condizioni simili.
Risultati della determinazione
Tavolo 2 . Attività di adsorbimento di muschio, zeolite e loro compositi secondo MS
Campioni
Yagel è scortese
Yagel Mehan
La zeolite è ruvida
Meccanismo della zeolite
Comp. 10:1 approssimativo
Meccanico comp. 10:1
Comp. 20:1 approssimativo
Meccanico comp. 20:1
X, mg/g
21,4
22,6
16,7
19,4
20,2
22,2
21,4
21,5
6. STUDIO DELL'ATTIVITÀ DI ADSORBIMENTO DI POLVERI DI MONSTER, ZEOLITE E LORO COMPOSITI PER LO IODIO
Metodo di determinazione
La determinazione è stata effettuata secondo GOST 6217-74 “Determinazione dell'attività di assorbimento degli assorbenti per iodio”.
Mettere circa 1 g di enterosorbente (il risultato della pesatura viene registrato con precisione al 4° numero decimale), versare in una beuta con una capacità di 250 ml, aggiungere 100 ml di soluzione di iodio inKI, chiudere con tappo e agitare manualmente ogni minuto per 30 minuti. Se è presente un agitatore meccanico, l'agitazione viene effettuata ininterrottamente per 15 minuti. Ad un'intensità di almeno 100 - 125 vibrazioni al minuto. Si lascia quindi decantare la soluzione e dal pallone, utilizzando una pipetta, facendo attenzione a non far entrare particelle di enterosorbente, si prelevano 10 ml della soluzione, si pongono in una beuta conica della capacità di 50 ml e si titola con una soluzione di tiosolfato di sodio. Al termine della titolazione aggiungere 1 ml di soluzione di amido e titolare fino alla scomparsa del colore blu. Allo stesso tempo, il contenuto iniziale di iodio nella soluzione viene determinato prelevando 10 ml di soluzione di iodioKIe titolare con soluzione di tiosolfato di sodio, aggiungendo la soluzione di amido al termine della titolazione.
Risultati della determinazione
Tabella 3. Attività di adsorbimento di muschio, zeolite e loro compositi per lo iodio
Tentativo
Yagel è scortese
Yagel Mehan
La zeolite è ruvida
Meccanismo della zeolite
Comp. 10:1 approssimativo
Meccanico comp. 10:1
Comp. 20:1 approssimativo
Meccanico comp. 20:1
X, mg/g
30,1
32,7
26,3
27,9
29,7
32,5
31,6
31,6
7. STUDIO DELL'ATTIVITÀ DI ADSORBIMENTO DELLE POLVERI DI MOSES, ZEOLITE E LORO COMPOSITI PER GELATINA
Metodo di determinazione
Il metodo si basa sulla formazione in un ambiente alcalino di un complesso di colore viola di ioni rame bivalenti con legami peptidici di una molecola proteica.
La reazione del biureto non può essere effettuata in presenza di sali di ammonio a causa della formazione di complessi rame-ammonio.
1 ml di una soluzione di farmaco contenente 1-10 mg della proteina in esame viene posto in una provetta, vengono aggiunti 4 ml di reagente biureto, miscelati e lasciati per 30 minuti a temperatura ambiente. La densità ottica della soluzione viene misurata utilizzando uno spettrofotometro ad una lunghezza d'onda compresa tra 540 e 650 nm in una cuvetta con uno spessore dello strato di 10 mm. Come soluzione di riferimento viene utilizzata una miscela degli stessi reagenti senza il farmaco.
La curva di calibrazione viene costruita nell'intervallo di concentrazione da 1 a 10 mg di un campione proteico standard, misurando la densità ottica delle soluzioni alla lunghezza d'onda selezionata.
Tabella 4 . Attività di adsorbimento (X) di polveri di muschio, zeolite e loro compositi con zeolite su gelatina
Tentativo
Yagel è scortese
Yagel Mehan
La zeolite è ruvida
Meccanismo della zeolite
Comp. 10:1 approssimativo
Meccanico comp. 10:1
Comp. 20:1 approssimativo
Meccanico comp. 20:1
X, mg/g
193,5
205,0
163,5
172,5
191,5
212,0
187,5
207,0
ANALISI COMPARATIVA DEI DATI LETTERARI DELLE ATTIVITÀ DI ADSORBIMENTO DEI SORBENTI DI RIFERIMENTO PER MARCATORI – MS, IODIO E GELATINA CON ATTIVITÀ DI ADSORBIMENTO DI POLVERI DI MOSTRO, ZEOLITE E LORO COMPOSITI
Tabella 5 . Attività di adsorbimento degli assorbenti
Sorbente
Attività di adsorbimento, mg/g
dal blu di metilene
sullo iodio
per gelatina
Yagel gr
21,4
30,1
193,5
Yagel Mehan
22,6
32,7
205,0
Zeolite gr
16,7
26,3
163,5
Meccanismo della zeolite
19,4
27,9
172,5
Comp. 10:1 gr
20,2
29,7
191,5
Meccanico comp. 10:1
22,2
32,5
212,0
Comp.20:1gr
21,5
31,6
187,5
Meccanico comp. 20:1
21,5
31,6
207,0
Polifepano
15,4
29,3
141,7
Carbone attivo
16,8
31,0
150,4
Polisorb
13,2
26,7
135,2
La discussione dei risultati
Come risultato della ricerca e analisi comparativa attività di adsorbimento di polveri di muschio, zeolite e loro compositi secondo marcatori di tossine a basso peso molecolare - blu di metilene e iodio, gli assorbenti più efficaci sono compositi attivati meccanicamente in un rapporto di 10:1 e 20:1, costituiti da muschio e zeolite, e muschio attivato meccanicamente.
I risultati ottenuti sull'adsorbimento della gelatina indicano l'elevata attività di legame proteico dei campioni enterosorbenti costituiti da polvere di muschio di renna, zeolite e loro compositi. Ciò è dovuto alla presenza negli assorbenti di un gran numero di gruppi funzionali contenenti ossigeno in grado di assorbire molecole proteiche.
conclusioni
Gli oggetti studiati hanno un'elevata superficie specifica e sono in grado di assorbire bene i marcatori di tossine a basso peso molecolare e tossine proteiche, che è associato non solo ad una superficie sviluppata, ma anche ad un aumento del numero di gruppi funzionali dovuto all'attivazione meccanochimica .
Installato:
l'attività di adsorbimento della polvere di muschio è superiore a quella della polvere di zeolite;
l'attività di adsorbimento delle polveri aumenta durante l'attivazione meccanica.
Le polveri di muschio, zeolite e loro compositi hanno caratteristiche di assorbimento paragonabili (in termini di iodio) e superiori (in termini di MS e gelatina) alle caratteristiche degli enterosorbenti industriali di riferimento.
È stato stabilito che i biocompositi attivati meccanicamente costituiti da muschio e zeolite in un rapporto di 10:1 e in un rapporto di 20:1, muschio naturale attivato meccanicamente, sono i più efficaci.
Riferimenti
Anshakova V.V., Sharina A.S., Karataeva E.V., Kershegolts B.M.Metodo per ottenere materiale di assorbimento dai talli dei licheni //Domanda di brevetto RF n. 2011130301 del 20 luglio 2011.
Anshakova V.V., Kershengolts B.M., Khlebny E.S., Shein A.A.Tecnologie meccanochimiche per ottenere sostanze biologicamente attive dai licheni // Notizie del Centro scientifico Samara dell'Accademia delle scienze russa. – 2011. – T.13, n. 1. – P.236-240.
