Способ получения двойного фосфата циркония и щелочного металла

Способ получения двойного фосфата циркония и щелочного металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНОГО ФОСФАТА ЦИРКОНИЯ И ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА, включающий обработку твердого соединения циркония раствором фосфата щелочного металла, отличающ .и и с я тем, что, с целью повышения сорбционной емкости продукта, в качестве исходных продуктов используют оксихлорид циркония и фос-. фат калия с мольным отношением К/Р 1,5-2,5 и процесс ведут при концентрации фосфатиона в растворе, равной 1,35-1,8 г-ион/л. fl/Zr 9 Л//Л /./ 4 СО 1.0 СО 0.5

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g.(5ð С 01 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ л. с . 1 ГЖ

Т :.-". Х И) Р ; "Ф;-;: и

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Pô, К/Рг

И%

М»

М»

° »Ф

f,Х

1(21 ) 3435819/23-26 (22 ) 12.05 .82 . (46 ) 23. 09.83 ..Ыюл. 9 35 (72) E.Ñ.Ñîëîâüåâà и С.C.Êîðîâèí (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова. (53) 661.883.1(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

9 1476641, кл. С1А, 1977. 2. Авторское свидетельство СССРР 662491, кл. С 01 В 25/06, 1976.

3. Патент Великобритании .

9. 1499805, кл. С1А, 1978 (прототип). (54) (57) - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЯНОГО

ФОСФАТА ЦИРКОНИЯ И ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА, включающий обработку твердого соединения циркония раствором фосфата щелочного металла, о т л и ч а ющ .и и с я .тем, что, с целью повышения сорбционной емкости продукта, в качестве исходных продуктов испольэуют оксихлорид циркония и фос» фат калия с мольным отношением

К/Р = 1,5-2,5 и процесс ведут при концентрации фосфатиона в растворе, равной 1,35-1,8 r-ион/л.

1043109

Изобретение относится к способам получения двойного фосфата циркония и щелочного металла, используемого в качестве сорбента для концентрирования микроколичеств элементов.

Известен способ получения фосфата циркония путем обработки твердого цирконийсодеожащего соединения .раствором фосфорной кислоты с расходом фосфора 1,5-2,0 моль на моль циркония (11 .

Однако Способ позволяет получИть фосфат циркония только в Н-форме, что требует для перевода в соединения с удовлетворительными сорбционны ми свойствами на основе двойного соединения дополнительных операций по замещению протонов на ионы ка лия или натрия.

Известен также способ получения двойных фосфатов циркония и щелоч ного металла путем нагревания при

620-820 С смеси хлоридов циркония о и щелочных металлов с последующей обработкой смеси фосфатом щелочного металла в мольном отношении к хлориду щелочного металла, равном

2:3 — 3:4 (2J .

Однако способ многостадиен и требует использования высоких температур.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому изобретению являет- ся способ получения двойного фосфата циркония и натрия путем обработки основного карбоната или основного сульфата циркония раствором фосфата натрия (3) .

Полученный продукт имеет мольное соотношение P/7r = 1,8, что не позволяет с достаточной эффективностью сорбировать на нем из раст-. воров тяжелые металлы. Степень извлечения ртути и кадмия из.растворов, содержащих по 10 мкг/л- этих элементов составляет соответственно 73 и 383.

Цель изобретения — повышение сорбционной емкости продукта.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют обработку твердого-оксихлорида циркония раст.вором фосфата калия с мольным отношением К/P = 1,5-2,5 и концентрацией фосфат-ионов в растворе, равной

1,35-1,8 г ион/л.

Попытки синтезировать указанные фосфаты на основа других кристаллических соединений циркония (нитрат, дисульфат) приводят к образованию известных замещенных дифосфатов циркония. Другие ацидосоединения, не обладающие кристаллической структурой (основной сульфат, основной, карбонат), явдяются сферически непригодными для внедрения большого числа фосфато-групп в координационную сферу циркония, Соединения с соотношением Р/Zr 2<3

3,6 получены только при испольэо5 вании калийных солей и не образуются

I например, при использовании натриевых.

На чертеже приведена зависиМость образования фосфатов с соотношением

PjZp 2,3-3,6.

1О Наличие максимума на кривой отражает экстремальный характер в изменении состава образующегося фосфата циркония, причем соотношению

Р/Zr 2,3-3,6 отвечает соотношение

15 К/Р от 1,5-2,5. Синтезы приводят к получению указанных фосфатов циркония лишь при использовании растворов в узком диапазоне концентраций фосфата калия .и концентрации фос фат-иона от 1,35-1,8 r.ион/л. Син- теэируемые фосфаты чувствительны .к локальному выделению. соляной кислоты по реакции синтеза в такой мере, что буферные свойства раствора фосфата калия не обладают достаточными, компенсаторными свойствами при выходе, за, оптимальное содержание фосфат-ионов в растворе.

При содержании фосфат-ионов в растворе менее 1,35 г ион/л отношение

P/Zr не достигает значения 2,3 с одновременным возрастанием содержания в .твердой фазе H -формы фосфата циркония. При использовании раство- ров с концентрацией фосфат-иона

З5 свыше 1,8 м/л происходит освобождение значительных количеств соляной кислоты, уменьшение рН раствора и,. как следствие, быстрое онижение соот. ношения Р/Zr в конечном продукте.

4Q Пример 1. Навеску оксихло„рида циркония в.количестве 10 г обрабатывают при перемешивании и комнатной температуре 150 мл раствора .с концентрацией фосфат-иона,.

45 равной 1,35 г ион/л, и отношением

K/P = 1,5, время контактирования

1 ч. Раствор приготавливают введе нием КОН в Н РО4, причем количество щелочи отвечает нейтрализации

1,5г-зкв иона водорода, что обеспеr чивает состав К,q Н РО4. Полученный фосфат цааркония отфильтровывают и промывают дистиллированной водой. анализ готового продукта.: Р/Kr 2,3;

K/Xr 1,5, а в пересчете на форма, %: gn О 37,3 Р20 46,8; К20 9,4, При использовании полученного про". дукта в качестве сорбеита иэ раство-. ров, содержащих по 10 мкг/л ртути и кадмия, степень извлечения состав60 ляет соответственно 79 и 78В.

П р и, м е р ы 2-5. Процессы проводят по аналогии с-..примером 1.

Результаты представлены в таблице, где такие приведены данные по сорб1043109 раствор Продукт .Сорбция, % извлечения

При- Исходный мер

К/P Ф

РО4, г" ион/л Ф и

1Нф исх = 1С 1мсх

10 мкг/л 10 мкг/л

1,8

2,8

91

1,5

89

1,35

2,5

2,6

2,4

1,8

85.2,5

3,6

2,0

1,6

Составитель B.Hå÷èïîðåíêî

ТехрЕд М.Тепер Корректор А. Повх

Редактор Н. Рогулич

>»» ÞÞÂÂ Ю

Заказ 7252/25 Тираж 471, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цин ртути и кадмия, полученные на образцах двойного фосфата циркония, I

Таким образом, осуществление изобретения позволяет получить двой ной фосфат циркония и щелочного метелла с мольным отношением.Р/2r

2,3-3,6, и тем самым повысить синтезированного предлагаемым способом. сорбционную емкость продукта, 20 обеспечив .увеличение извлечения ,из раствора ртути с 73 до ,80-95% . и кадмия с 38 до

78-94%.