Способ получения неорганического анионообменника

Патент 1125043

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО АНИОНООБМЕННИКА, включающий осаждение щелочным реагентом из водных растворов гидроксида алкминия, его промывку и сушку при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения анионообменной емкости и химической устойчи-г вости в сорбционном цикле, осаждение ведут в присутствии солей вольфрама (У1). 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю 1 щ и и с я тем, чво осаждение ведут при ионном соотношении (Ш) и вольфрама ( в растворе, равном 1:(О,03-0,14).

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

0 И

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3627434/23-26 (22) 26.07.83 (46) 23.11.84. Бюл. У 43 (72) П.Г.Кудрявцев, С.А;Онорин и В.В.Вольхин (71) Пермский политехнический институт (53) 661. 183.!2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 521004, кл. В 01 J 19/О4, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 643431, кл. С 01 G 25/02, 1976.

3. Калацей Е.А., Душина А.П. и др.

Журнал прикладной химии, 1971, т.44, Ф 10, с. 2162-2166.,SU„„1125043 А

Зцр В О1 J 20/08 В 01 J 41 10 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЕОРГА-

НИЧЕСКОГО АНИОНООБИЕННИКА, включающий осалдение щелочным реагентом из водных растворов гидроксида алюминия, его промывку и сушку при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения анионооб менной емкости и химической устойчи;

I ности в сорбционном цикле, осаздение ведут в присутствии солей воль4ра, ма (У1).

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, чво осашдение ведут прн ионном соотношении алюминия (!H) и вольфрама (У1) в растворе, равном

1: (0,03-0, 14) .

1 I 25043 3

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических ионообменных материалов для извлечения иэ модных растворов анионов, и может быть.исполь, зовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки от примесей производ" ственных растворов и сточных вод .

Известен способ получения анионо- 1 обменных материалов на основе сульфидов тяжелых металлов, включающий взаимодействие солей данных металлов с сульфидсодержащими реагентами, .про- мывку образовавшегося осадка водой 1З и его сушку на воздухе при 20(13

Недостатками данного способа.являются использование дорогих реагентов, а также получение сорбентов од- 20 нораэоввого пользования, которые не подлежат регенерации.

Известен способ получения анионосбменного материала на основе двууОки си циркония путем взаимодействия ., 25 азотнокислого циркония с концентра-, цией 3-4 Н и едкого натра с концентрацией 8-20 Н с последующей отмывкой: и сушкой образовавшегося. осадка 23.:

Недостатками .этого способа явля ются высокий расход дефицитных реагентов, образование .больших обьемов минерализованных сточных вод, а так-. же низкая обменная емкость. получаемого сорбента, величина которой ие превышает 2,0 мг экв/г.

НС1), потери эа цикл работы 2,02,5 мас.3 I3j °

Недостатки известного способа заключаются в,том, что полученные по нему сорбенты характеризуются низкой величииой обменной емкости и низкой химической устойчивостью при работе в сорбпионном цикле., Целью изобретения является повышеО ние анионообменной емкости и хими-

RecKoN устойчивости в сорбционном цикле получаемых анионообменных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения неорганического анионообменника, включающему осаждение щелочным реагентом иэ водных растворов гидроксида алюминия,. его промывку и сушку при повы шенной температуре, осажцение- ведут в присутствии солей вольфрама (У1).

Причем осаждение ведут при ионном соотношении алюминия (Hl) и вольфра-. ма (У1) в растворе, равном 1:(О;03-

0,14).

Технология способа состоит в следующем.

На первом этапе проводят совмест-.. ное осаждение гидратированных оксида

:алюминия (Ш) и вольфрама (У1) путем вливания при перемешивании в .раствор, содержащий алюминат и воль:фрамат натрия, раствора 0,1-0,2 н. соляной. кислоты или вливания в раствор содержащий хлорид алюминия. 0,10,2 н. раствор гидроксида натрия, содержащего вольфрамат натрия. При

- этом в обоих случаях обеспечивают ионное соотношение А1 (Ш):W (У1) в растворе при сливании реагентов на уровне 1:(0,03-0, 14) . рН суспенэии мому результату является способ полу-4О чения неорганического анионообменни" ка, включающий осаждение щелочным

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаепосле осаждения гидратнрованных оксидов должен составлять от 6 вЂ . 9. реагентом из водных растворов гидроксида алюминия, его промывку и сушку при повышенной температуре. По данно-43 му способу проводят взаимодействие

0,1 M растворов соли алюминия и щелочн, затем промывают полученный осадок от избытка реагентов водой и сушат его при 10525 С, с одновременным Я измельчением и классификацией псаученного продукта. В итоге получают неорганический анионообменник, сос- . тав которого отвечает формуле А1 О »

ОН О. Он пригоден для сорбции анйо" Мэ нов иэ растворов с рН 1-4. Максималь- ная величина его обменной емкости достигает 2 мг-экв/г (сорбтив вЂ” 0,1 и.. Образовавшийся осадок гидроксндоа отмывают от избытка электролита метоf дом последовательных декантаций, отделяют от раствора фильтрованием и гранулируют высушнванием на воздухе при 100-110 С.

Полученную пасту наносят толщиной

5-7 мм на рифленую поверхность, подсушивают на воздухе и помещают в прокалочную печь, где вь1церживают при е

100-110 С до достижения осадком постояниого веса. Высушенный материал измельчают и классифицируют: фракция с размерами частиц 0,3-0,8 мм представляет собой готовый продукт.

3 1125043

Приведенные выше условия получе- таточное содержание Na+ 0 08-0 1 rÙ

Э,. Э В ния анионита являются оптимальными, . переносят на воронку Бюхнера и обез так как в своей совокупности позволя- воживают до начала.растрескивания ют синтезировать анионит, который осадка. Полученную пасту наносят слс по сравнению с сорбентом, полученным ем 5-7 мм на рифленую поверхность с известным способом, обладает повышен- размерами бороздок 3 5,мм подсуши а» ной обменной емкостью и химической ют на воздухе и прокаливают в сушилььустойчивостью при работе в сорбцион- ном шкафу при 100-110 С до постоянноном цикле. го веса. Прокаленный материал измель "

При выборе последовательности и fp чают, рассеивают (отбирают фракцию режима операций руководствовались с размером частиц 0,3-,0,8 мм). следующими соображениями и экспери- Влияние режима операций процесСа: ментальными данными..получения ионита на его сорбционные

Конечное значение рН осаждения . свойства в заявленных граничных пре смешанных оксигидратов алюминия и ig делах обобщены в табл. 1, При испытавольфрама (У1), равное 6-9, обеспечи- нии образцов ионита используют 0 1 и, вает полноту осаждЕния гидратирован- раствор НС1 или Н SO . Пля десорбциИ

2 + ных оксидов данных металлов, а также анионов и получения ОН-формы исполь- равномерное распределение ионов воль- зуют 0,5 н. раствор, NaOH. фрама s матрице сорбента, что обу- 2p . Пример 2, Проводят сравни славливает положительные качества, тельные испытания анионообмениой спОполучаемого в конечном итоге мате- собности предлагаемых сорбентов и п0 I риала. лученных HQ известному способу в °

Оптимальное соотношение между многоцикличном процессе. алюминием и вольфрамом при осаждении 25 Сорбцию анионов ведут иэ О, 1 н. выбирают на основе экспериментальных растворов соответствующих IcHcJI т от,,данных по определению обменной емкос-: регенерацию сорбентов осуществляют .

:ти готового продукта в зависимости 0,5 н..раствором NaOH.

";от содержания вольфрама (У1) в алюми- В табл. 2 приведены средние ре: натном растворе. Они показывают, что щ зультаты по 5 циклам работы сорбеита. максимальнУю величинУ обменной емкос- . К к и к видно из табл . 2,. получейньй ти имеют материалы, состав которых по предлагаемому способу сорбент имеотвечает соотношению вольфрама и алю- . ет в два раза более высокие сорбциДя онные характеристики и хи ес у достижения этого состава при совмест - у т устойчивость, чем сорбент, получен,ном осаждении гидратированных окси- . ный известным способом. дов алюминия и вольфрама их ионное аким- образом, предлагаемый спо отношение в растворе .выдерживают на. соб получения неорганического анноно" том же уровне, так как при выбранных .обменного материала обеспечивает по условиях осаждения оба. металла пол4р сравнению с известным увеличение .ностью пеРехоДЯт в состав осаДка. . анионообмен

\. . анионоо менной емкости сорбента в для гранулирования осадка исполь- 2 0-2 2 раза, улучшение эксплуата 1чзуют метод сушки в известном режиме онных свойств материала эа счет сни .прокаливания при 100-110 С. жения потерь сорбента на 20-303.

° 45 . казанные преимущества обе -печива.

Э растворяют задан-. ют технико-экономический эффект пред» ное количество Na ЧО . В по полученный. лагаемого изобретения. раствор влива.от 3 л 0 2 í. аство а

НС1 (или Н SO ) - ос ест . р створа Предлагаемому неорганическому аии«),- ущ твляя непре- онообменному материалу рекомендуется,, рывине перемешивание. Конечное значе- р присвоить

HcBoHTh условный cHMBoJl аале- О, чтЬ ние рН суспензии подцержнвают на уров- означает А не 6-9. Ос ок нионит на основе оксидов не - . Осадок промывают водой мето- алюминия и вольфрама одиф дом последовательной декантации (ос- кация, рама, .щтевая м и

1125043

Таблица 2

Результаты опытов

Температура сушки, С

Обменная емкость, мг-экв/г

Отношение

Ъ7(У1): А1 (Ш сорбция

СГ сорбция

802

° М

0,03

2,8

0,03

1,8

2,5

0,03

110

2,5

1,5

0,03

1 ° 5

105

0,06

0,06. 4,4

1,8

4,3

105

0,10

2,3

0,14

2,4

10О

2,0

2,4

0,14

110

1,9.

2,3.О, 14

Таблица 2

° e «w

Потери за 1 цикл работы, 3

Сорбент

Предлагаемый 4,310,2

2,020,.1

Известный, . 2,0Ю,1

Составитель P.Ïåíçèê .

Редактор Л.Лосева ТехредИ.Надь Корректор О.Луговая

Заказ 8384/8 Тираш 532, Подписное

ВНИИПИ Государственного комигета.СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5 э . е э.. уш,д /

Филиал ППП "Патент", r..Óàãîðîä, ул.Проектная, 4

Отношение

И(У1): А1 (Ш) в растворе при сиФ езе

Конечный рН суспензии

° 1Й М 5Ь

4,240,2 2,8 с

4,1

1,610,2

2, 2+0,3

Потери . сорбента за 1 цикл работы, мас.X