Способ получения ферроцианида циркония
Патент 390024
Авторы
Классы МПК
Способ получения ферроцианида циркония
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
390024
Сбюз Советских
Социалистимеских
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 20.VII.1971 (№ 1685386/23-26) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 11.V111973. Бюллетень № 30
Дата опублико вания описания 22.XI.1973
М. Кл. С Olg 25,, 00
В Olj 1/22
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
УДК 661.183.12:546.831 (088.8) Авторы изобретения
Н. В. Егорова, В. Н. Крылов и А. М. Трофимов
° 1
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОЦИАНИДА ЦИРКОНИЯ
Изобретение относится к области синтеза неорганических сорбентов и предназначено главным образом для получения ферроцианида циркония в гранулированной форме.
В настоящее время этот сорбент получают осаждением геля ферроцианида при сливании растворов соли циркония и ферроцианида калия или кальция.
После выдержки в течение нескольких часов осадок отделяют от раствора центрифугированием, сушат при температуре-105 C и гранулируют, помещая высушенный осадок в дистилл ат.
Основные недостатки указанного способа.
1. Сложность ряда технологических операций. а) Ферроцианидная пульпа, полученная из концентрированных растворов плохо отстаивается, в связи с чем затруднительна ее отмывка от избытка реагентов и побочных продуктов реакции; б) Гелеобразный осадок ферроцианида циркония плохо фильтруется, а центрифугирование его требует,применения центрпфуг с большим числом оборотов ()5000 o6/мин) и с ротором, выполненным из устойчивого к растворам, содержащим хлор-ион материала.
Последнее имеет особое значение, так как для синтеза обычно используют наиболее доступную и хорошо растворимую соль циркония — оксихлорид циркония. Нитраты и сульфаты значительно хуже растворяются в воде и, кроме того, нитрат-ион окисляет ферроцианпды, превращая их в ферроци5 аниды.
2. Длительность процесса.
Сушка осадка ферроцианида при повышенных температурах ()80 С) приводит к образованию феррицианидов, значительно
10 снижающих общую химическую устойчивость сорбента, а вакуум-сушка в присутствии щелочи длится в течение 3 — 4 недель.
3. Малая механическая прочность и относительно небольшие размеры гранул сорбен15 та, затрудняющие проведение процесса сорбции в динамических условиях, малый выход крупной фракции сорбента ()0,5 мм) (57о.
4. Возможное загрязнение сорбента ста20 бильными изотопами калия и цезия и радиоактивными К4 и Cs содержащимися в ферроц ианидах калия и кальция, что в дальнейшем может ограничить сферу применения сорбента (напрпмер, может оказаться невоз25 можным применение ферроциапида циркония, полученного данным способом для определения сверхмалых количеств Cs в морской воде).
Целью настоящего изобретения является
30 разработка способа синтеза ферроцианида
390024
Составитель В. Крылов
Техред Е. Борисова
Корректоры О Усова и Н. Аук
Редактор Л. Емельянова
Заказ 302279
Изд. № 1751
Тираж 523
Подписное
Типография, пр.
Сапунова, 2 циркония, снижающего указанные недостатки для решения поставленной .задачи:
1. Синтез ферроцианида циркония проводят с использованием железистосинеродистой кислоты Н,Fe (CN) о вместо K
Ca2Fe (CN) о.
2. Синтез проводят при соотношении компонентов Zr: H Fe (CN) о = 1: 3.
3. Оба раствора: оксихлорида циркония (0,3 — 0,5 моль/л) и железистосинеродистой кислоты (0,15 — 0,25 моль/л), используемые для синтеза ферроцианида циркония, содержат 0,5 — 1 моль/л НС1.
4. Пульпу ферроцианида после краткой выдержки (-15 мин) разбавляют 10 — 20-кратным объемом, воды, содержащей NH. OÍ в количестве, достаточном для нейтрализации
НС!. вводимой в реакционную смесь .прн синтезе ферроцианида.
5. Грануляцию ферроцианида циркония проводят методом замораживания геля, отмытого от электролитов, при температуре — 16 С.
Пример.
К 2,1 л 0,3 М раствора оксихлорида циркония, содержащего 1 иоль/л НС1, приливают при интенсивном перемешивании 2,1 л
0,15 М раствора (1 моль/л по IC1) железистосинеродистой кислоты H Fe (CN) о. Полученный вязкий гелеобразный осадок желтозеленого цвета выдерживают до застудневания (15 мин) и разба вля1от 37,8л 0,11 моль раствора МН4ОН. Пульпа быстро отстаивается. Через 2 часа проводят декантацию раствора. Осадок (объем-8 л) заливают водой до общего объема 42 л и через 2 часа повторяют декантацию. Отмыв осадок ферроцианида циркония до рН 3,5 — 4 (путем 4 — 5 декантаций маточного раствора), его промораживают в холодильнике при температуре — 1б С в течение 24 час. Далее его разморажпвают,и гранулы ферроцианида циркония отделяют от жидкости декантацией,или фильтрацией. Осадок промывают на фильтре с отсосом малым количеством ацетона (50—
100 мл) и сушат на воздухе.
Из 1 кг УгОС12 8Н20 получают 1035 г сорбента следующего гранулометрического состава: )0,5 мм — 330 г (31,9о/о); 0,5 — 0,25мм — 350 г (338о/о) 025 — 0,1 мм — 240 г (232о/о) и (0,1 мм — 115 г (11,1 /о).
При синтезе ферроциапида цирконпя по способу-прототипу получается сорбент с большим выходом мелкой фракции ((0,1 мм
70 /о, 0,1 — 0,5 мм 25 /о), практически в этом случае не получаются гранулы крупнее
0,5 мм ((5о/о)
Предлагаемый способ обеспечивает получение сорбента с высокой химической и ме5
35 хан|ической прочностью. Например, при пропускании морской воды (рН 8,2, соленость
35 г/л) со скоростью 1,5 л/мин см2 в течение
30 час через слой ферроцианида циркония зернением 0,1 — 0,25 мм, ограниченного сеткой с ячейками 0,1 мм, убыль веса сорбента составила — 5 /о, а при испытаниях сорбента, полученного известным способом 30о/о.
Синтез очень прост в исполнении. Проведение его в кислых растворах (0,5 — 1,0 моль/л по НС1) позволяет получать гранулы сорбента с высокой механической прочностью и удобным для практического использования гранулометрическим составом. Применение
NH ОН для первой промывки осадка позволяет резко снизить кислотность пульпы, то есть ускорить процесс отмывки и стабилизировать гель. Если отмывку производить большим 1ооличеством воды без NH4OH, то, как правило, происходит пептизация осадка, гель переходит в золь; сорбент в таких случаях получить не удается. Применение для промывки NaOH, КОН или LiOH совершенно неприемлемо из-за опасности загрязнения сорбента калием или цезием. Процесс синтеза в лабораторных условиях занимает 3 суток (вместо 3 — 4 недель при получении сорбента сравниваемым способом). При этом получается ферроцианид циркония, обладающий лучшей кинетикой сорбции по сравнению с сорбентом, полученным известным способом. Например, 50 г сорбента, полученного предлагаемым способом, извлекает 95 цезия из 30 л морской воды за 0 5 часа. Для извлечения такого количества цезия сорбентом, полученным известным способом, требуется 1 час.
Предмет изобретения
Способ получения ферроцианида циркония путем осаждения его из водных растворов солей циркония ферроцианидсодержащ им соединением с последующей грануляцией получен ого гелеобразного осадка методом замораживания геля, отличающийся тем, что, с целью улучшения гранулометрического состава, повышения механической прочности и сорбционных характеристик гранул, в качестве ферроцианид содержащего соединения берут железистосинеродистую кислоту, процссс ведут в присутствии соляной кислоты прп ее концентрации 0,5 — 1 моль/л, при соотношении Zr:H4Fe(CN)e, равном 1:3, и перед грапуляцией осадок подвергают промывке
10 —:20-кратным объемом воды, содержащей
NI-140Н в количестве, достаточном для нейтрализации HCI, вводимой в реакционную смесь.