Способ получения неорганического анионообменника

Способ получения неорганического анионообменника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических анионитов для извлечения из водных растворов анионов, может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки от ионньк примесей производственных растворов и сточных вод и позволяет в 3-5 раз повысить их химическую устойчивость при сохранении сорбционной емкости. Сущность способа заключается в совместном осаждении гидроксидов алюминия (III) и вольфрама (VI) или циркония (IV) при рН 6-9 и ионном соотношении в растворе А1 (III): W fVI) 1:0,03-0,14 или А1 (III): Zn (IV) 1:0,02-0,12, промывке образовавшегося осадка водой, в его гранулировании с последующим переводом гранулированного осадка в сульфатную форму контактированием с 0,25-0,35 или 0,15-2,5 н. раствором и его прокаливанием в данной форме при 500-600 С в течение 4-6 ч. Перед использованием анионообменника в сорбционном цикле его переводят в ОН-форму обработкой 0,1-0,2 н. раствором NaOH. 1 з.п.ф-лы, 3 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„;SU„„1435281

А1 (504 В 01 J 20 08 сг (ъ1Ят 1, ) ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4228474/31-26; 4227984/31-26 (22) 13,04.87 (46) 07.11.88 . Бюл. У 41 (71) Пермский политехнический институт (72) П.Г. Кудрявцев, С.А. Онорин и В.В. Вольхин (53) 661. 183. 12 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1125043, кл. В 01 J 20/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 1189497, кл. В 01 J 20/08, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКО ГО АНИОНООБМЕННИКА (57) Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических анионитов для извлечения из водных растворов анионов, может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки от ионных

1. примесей производственных растворов и сточных вод и позволяет в 3-5 раз повысить их химическую устойчивость при сохранении сорбционной емкости.

Сущность способа заключается в совместном осаждении гидроксидов алюминия (III) и вольфрама (VI) или циркония (IU) при рН 6-9 и ионном соотношении в растворе Al (III): W (VI)

1:0,03-0,14 или Al (III): Zn {IV)

1:0,02-0,12, промывке образовавшегося осадка водой, в его гранулировании с последующим переводом гранулированного осадка в сульфатную форму контактированием с 0,25-0,35 или

0,15-2,5 н. раствором H2SO и его прокаливанием в данной форме при

500-600 С в течение 4-6 ч. Перед использованием анионообменника в сорбционном цикле его переводят в ОН-форму обработкой 0,1-0,2 н. раствором

Na0H. 1 s.ï.ô-лы, 3 табл.

1435281

Изобретение относится к химической технологии, а именно к получению неорганических ионообменных материалов на основе гидроксида алюминия для извлечения иэ водных растворов анионов, и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки от ионных примесей производственных растворов и сточных вод.

Цель изобретения — повьппение химической устойчивости анионообменника при сохранении его обменной емкости °

Пример 1. В 3 л 0,1 M раствора Na>EAI(OH) 3 растворяют заданное количество NaWO, обеспечивая ионное соотношение в растворе Аl (111)

Ъ7 (VI) * 0,03-0,14. В полученный раствор вливают 0,2 н. раствор HCl, 20 осуществляя непрерывное перемешивание, Конечное значение рН суспензии поддерживают на уровне 6-9. Осадок промывают водой до остаточного содержания в маточном растворе ионов нат- 25 рия 0,08-0,1 г/л и отделяют от раствора. Полученную пасту наносят слоем

5-10 мм на рифленую поверхность с размерами бороздок Зх5 мм и высушивао ют в сушильном шкафу при 100-110 С до постоянного веса. Высушенный материал измельчают и просеивают, Фракцию осадка с размером частиц

0,5-1,0 мм помещают в ионообменную колонну, где обрабатывают-0,25-0,35 н раствором H

После охлаждения материал представля" ет собой готовый продукт — неорганический анионообменник, основную фракцию которого составляют гранулы с размером 0,4-0,8 мм. После десорбции 45 сульфат-ионов (обработка 0,1-0,2 н. раствором NaOH) анионообменник готов . к работе в сорбционном цикле.

Пример 2, В 3 л 0,1 И раствора А1С1> при интенсивном перемешивании вливают 0,2 н. раствор NaOH„ содержащий заданное количество Na

Al (III) : W (VI) 1:0,03-0,14. Ко55 нечное значение рН суспенэии поддерживают на Уровне 6-9 Дальнейшую обработку выделившегося осадка ведут по примеру 1.

В табл. 1 показано влияние условий получения анионообменника на основе гидроксидов алюминия и вольфрама на

его сорбционные свойства и химическую ус тойчив о с ть .

Пример 3. В 3 л 0,1 М раствора А1Сlз растворяют заданное количество ZrC1 . обеспечивая ионное соотношение в растворе Al (III) Ег (EU)

0,02-0,12. В полученный при перемешив анин рас тво р влив ают О, 2 н. р ас твор ИаОН до конечного значения рН суспензии 6-9. Осадок промывают водой, высушивают и гранулируют по примеру

1, затем в колонне обрабатывают 0,150,25 н. раствором серной кислоты до полного насыщения материала сульфатионами. Затем осадок извлекают из колонны, подсушивают на воздухе и прокаливают в муфельной печи при 550600 С в течение 4-6 ч. После охлаждения материал представляет собой готовый продукт — неорганический анионообменник, основную фракцию которого составляют гранулы с размером 0,4

0,8 мм. После десорбции сульфат-ионов (обработка 0,1-0,2 н. раствором.NaOH) анионообменник готов к работе в сорбционном цикле.

Пример 4. В 3 л 0,1 М раствора Na> 1А1(ОН) ) при интенсивном перемешивании вливают 0,2 н. раствор

НС1, содержащий заданное количество

ZrC1 обеспечивая ионное соотношение

Al (III) : Zr (IV) 1:0,02-0,12. Конечное значение рН суспензии поддерживают на уровне 6-9. Дальнейшую обработку выделившегося осадка ведут по примеру 3 °

В табл. 2 показано влияние условий получения анионообменника на основе гидроксидов алюминия и циркония на

его сорбционные свойства и химическую устойчивость.

Пример 5.. Проводят сравнительные испытания синтезированных анионообменников и ионитов, полученных известным способом. Условия испытаний: динамический режим, размеры колонок 0,6 см х 20 см, навеска сор2 бента 5 r, сорбтив — 0,1 н. раствор

НС1 или H

В табл. 3 приведены результаты пяти циклов работы анионообменников, полученных известным и предлагаемым способами.

281

Таблица 1

Температура

Потери сорбента

ss один цикл работыъ, мас. Х

АнионообменКонцентрация

И 80, при переводе осадка в сульфатную

Форму

ПродолкительрН осакдения гидроксидов

Температура граиулирования гидроксидного осадка, С

Ионное

Условия ная емкость в О, I н. растворах кислот, мг-экв /г соотношение 4 IVI):

А1 (II I) в растворе при осакдении гидроксидов получения гидроксиднбго .осадка по примеру ность и рок аливан прок вливания, осадка в сульфатной ноно обменной

Форме, С

НСТ Н 80

1,2 1,5

0i03

О;9

l I0

О, 05 480

0,25 500

0,35 520

0,30 550

3,0

9,0

4,0 3,8 4,2

6,0 3,6 3,9

0,3

0,6

110

9,0

О, 10.

105

8,0

0,4

3,4 3,7

0,14

0,4

5,0

110

9,0

0,45 Растворилось 22Х осадка

0,14

100

6,0

0,20 480

3,0 1,6 1,8

100

0,03

6,0

1,2

0,25 530

105

0,06

7,0

4,1 3,8

4,0

0,5

0,14

0,4

I 00

0,30

6,0

0,14

7,0

0,35 580

9,0

110

2,8 3,5

0,4

0,40 Растворилось 9Х осадка

0,08

1 05

8,0

3 )435

Полученным неорганическим анионообменникам рекомендуется присвоить товарную марку: AAB-1 — анионит на основе алюминия и вольфрама, первая модификация; ААЦ-1 — анионит на осно5 ве алюминия и циркония, первая модификация.

Как видно из табл. 3 предлагаемый способ позволяет получить сорбенты с более высокой химической устойчивостью при работе в сорбционном цикле: его потери в 3"5 раз ниже, чем у сорбента, полученного известным способом. При этом анионообменная ем- 15 кость материалов имеет практически одинаковую величину.

Формула изобретения

1. Способ получения неорганического анионообменника, включающий соосаждение гидратированных оксидов алюминия и цветного металла при рН

6-9, их промывку, сушку и гранулирование, отличающийся тем, что, с целью повышения химической устойчивости при сохранении обменной емкости, соосаждают оксиды алюминия и вольфрама при ионном соотношении

Al (III) 3 W (уТ) =* 1:0,03-0,14 илн оксиды алюминия и циркония при ионном соотношении Al (III) : Zr (IV)

1 0,02-0,12, а после гранулирования оксиды переводят в сульфатную форму и прокалквают при 500"600 С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что оксиды алюминия и вольфрама или алюминия и циркония переводят в сульфатную форму контактиров а ни ем с оо TB е тс тв енно с О, 2 5-0, 35 или О, 15-0,25 н. растворами серной кислоты, а их прокаливание ведут

4-6 ч.

550 . 6,0 Э,5 3,7

1435281 аблица 2

Продол" кительАиионообменная емкость в 0,1 и. растворах кислот, мг-экв/г

КоицентТемпература прокалив аиия рн осаждения гидроксидов

Условия полученость ни я гидроксидного

OCBPKS IIO примеру прокаливания, Ц

НС1 Н80, 0>96

5, I 5,2

105 0,10 450 3,0

0,40

0,15 . 550

6,0

105

0,20

0,32

4,0

580

100

0,20

I I O 0,25 600

5,0

8,О

0,12

100 0,35 Растворилось 7,2Х осадка—

4,5 . 5,7 5,7

0,30

1 10 О 18 560

6,0 5,5 5,5

0,20

0,22 590

110

025 600 75 49 50

0, 18

1ОО

7,0

0,10

IOO 0,35 Растворилось 7,5Х осадка

7,0

О, 10

Таблица 3

Анионообменная емкость в О,1 н. растворе кислоты, мг-зкв/г

Способ получения анионообменника

Потери сорбента за один цикл работы, мас.й

Н2804

Предлагаемый (ААВ-1) 3, 4 "4, 1

Известный (ААВ-О), 4, 1-4,5

Предлагаемый (ААЦ-1) 5,3-5,6

3,5-4,2

4,0-4,4

5,4-5,7

5,8-6,4

Известный (AAU-О) 5,7-6,4

Составитель Т. Чиликина

Редактор А. Козориз Техред М.Иоргентал Корректор Л. Патай

Э аказ 5582/6 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ионное отношение Ет (IV)

Al (П1) в растворе при оса@денни гидроксидов

0,02 6,0

0,02 6,0

0,08 7,0

0,12 8,0

0,06 Э,О

0,06 9,0

Температура гранулирования гидроксидного а . осадка, С рация при переводе осацка в сульфат) ун форму осадка в с угьфатиой ионообменной а фо рме, С

5,5 5,7

5,4 5,6

5,3 5,4

0,4-0,6

1,4-1 8

0,2"0,4

1,2-1,4

Потери сорбента эа один цикл ра- . боты, мас. Й