СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ФЕРРОЦИАНИДА ЖЕЛЕЗА Российский патент 1996 года по МПК B01J20/02 

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть реализовано на предприятиях химической, химико-фармацевтической промышленностей и предприятиях гидрометаллургического профиля.

Известен способ получения неорганического сорбента на основе ферроцианида железа, включающий пропитку носителя насыщенным раствором соли железа (III) при нагревании, его промывку водой, сушку, обработку насыщенным раствором железосинеродистого калия при нагревании, промывку водой и сушку [1]
Недостатком известного способа является сложность аппаратурно-технологического оформления процесса при его реализации в производственных условиях (для выпуска опытно-промышленных и промышленных партий сорбента), значительные энергозатраты и сравнительно невысокая сорбционная активность получаемого сорбента.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающееся в упрощении технологии получения сорбента (препарата "ФЕРРОЦИН") и повышении его сорбционной активности.

Данные задачи решаются предлагаемым способом получения неорганического сорбента, отличающегося от известного тем, что для синтеза сорбента используют раствор соли железа (III), а после взаимодействия с раствором железосинеродистого калия осуществляют отделение осадка от раствора фильтрованием и последующую обработку раствором минеральной кислоты. Другое отличие предлагаемого способа состоит в том, что после сушки осадка осуществляют грануляцию декриптацией в воде.

Предлагаемый способ, как показали результаты лабораторных исследований, опытно-промышленных испытаний и испытаний свойств полученных сорбентов у потребителей, обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в упрощении технологии, снижении энергозатрат и повышении сорбционной активности целевого продукта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В раствор соли железа (III), например, хлорида или нитрата железа (III) вливают при перемешивании раствор калия железосинеродистого при ионном соотношении Fe³⁺:Fe(CN)4-4

= (1,5÷1,8):1. Образующийся после взаимодействия солей осадок отделяют от раствора фильтрованием, после чего осадок обрабатывают раствором минеральной кислоты, например, 0,1 0,3 М раствором соляной кислоты в количестве 5 15 объема на 1 объем осадка. Осадок затем промывают водой, высушивают преимущественно при 30 50^oC и гранулируют декриптацией в воде. Для этого высушенный осадок приводят в контакт с водой (15 ^oC 25^oC) при массовом соотношении осадок: вода 1 (3 ^oC 6). После декриптации осадок - гранулированный сорбент отделяют от водной фазы декантацией и обезвоживанием на нутч-фильтре, затем при необходимости высушивают на воздухе (18 - 25^oC): остаточная влажность составляет 10 20% Размер гранул полученного сорбента 0,1 2 мм (преимущественно 0,2 0,5 мм).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения и сопоставление эффективности известного и предлагаемого способов приведены в примерах.

Пример 1.

Для получения неорганического сорбента на основе ферроцианата титана (препарата "ФЕРРОЦИН") по предлагаемому способу использовали 0,2 М раствор хлорида железа (III) и 0,2 М раствор калия железосинеродистого. Процесс синтеза вели при 18 20^oC. В раствор хлорида железа (III) при непрерывном перемешивании вливали раствор железосинеродистого калия при ионном соотношении Fe³⁺:Fe(CN)4-6

= 1,7÷1,0. Осадок отделяли от маточного раствора фильтрованием и обрабатывали 0,2 М раствором соляной кислоты, затем промывали водой, высушивали при 40 ± 5^oC, после чего гранулировали декриптацией в воде при массовом соотношении сорбент: вода 1 5. После декриптации сорбент обезвоживали на фильтре и подсушивали на воздухе при 20 ± 2^oC.

В вышеуказанных условиях "выход" сорбента составлял 90 ^oC 95% продолжительность одного цикла получения сорбента составляла 8 ± 12 часов.

Учитывая, что получаемый в соответствии с предложенным способом сорбент предназначен для выведения радионуклидов цезия 137 из организма животных, либо проведено определение "сорбционной активности" (СА), которое согласно "Временным техническим условиям на сорбент "ФЕРРОЦИН-2" (ТУ), согласованным с НПО "ПРИНЯТЬ", вычисляют по формуле:
,
где СА сорбционная активность,
С концентрация цезия в равновесном растворе;
С_o концентрация цезия в исходном 0,001 н. растворе.

Определение СА ведут при контактировании 0,05 г сорбента с 100 мл раствора в течение 24 часов.

Согласно требованиям ТУ сорбционная активность товарных партий сорбента, поставляемого потребителям, должна быть не менее 70%
Испытания сорбентов, полученных по предлагаемому способу, показали, что их сорбционная активность соответствует требованиям ТУ и составляет 80 ± 5%
Для сорбента, полученного по способу прототипу сорбционная активность не превышает 30-40%
Пример 2.

Опыты проводили аналогично описанному в примере 1, однако использовали раствор 0,2 М нитрата железа (III).

Другое отличие от примера 1 в том, что влажный осадок после отделения его от маточного раствора репульпировали в 0,2 М растворе азотной кислоты при соотношении 1 8, пульпу вновь фильтровали и осадок на фильтрате промывали водой.

В результате проведения всех остальных операций (сушка, декриптация и т. д.) установлено, что выход препарата составил 90 92% (для различных опытов). Сорбционная активность составляла 90%
Пример 3.

На основании лабораторных опытов подготовлены исходные данные и разработана аппаратурно-технологическая схема для проведения испытаний и наработки опытных партий препарата "ФЕРРОЦИН". Исходные растворы для синтеза препарата готовили в реакторах с мешалками емкостью по 2 м³. Концентрация хлорида железа (III) в исходном растворе 30 50 г/л, концентрация калия железосинеродистого 60 75 г/л. Синтез препарата вели в реакторе емкостью 2 м³. В реактор сначала закачивали 1,0 м³ раствора хлорида железа (III), затем при работающей мешалке подавали раствор калия железосинеродистого (600 л). Полученную пульпу тщательно перемешивали и подавали на фильтр-пресс. Маточный раствор отделяли от влажного осадка, осадок на фильтре обрабатывали 1600 л соляной кислоты и затем промывали водой. (В ряде опытов осадок после фильтрования репульпировали в кислоте и вновь подавали на фильтр-пресс и промывали водой). Промводы в процессе испытаний утилизировалось использовались для приготовления раствора хлорида железа (III), соляной кислоты и т. д.

Промытый осадок выгружали с фильтр-пресса и сушили при 30 50^oC. Высушенный осадок гранулировали декриптацией проводили в контакт с водой. Суспензию (гранулы осадка вода) подавали на нутч-фильтр (для отделения избытка влаги от гранул) и затем окончательно высушивали при 25 40^oC. Полученный таким образом препарат затаривали в мешки и барабаны и отгружали потребителям.

На основании проведенных исследований и испытаний разработаны, согласованы и утверждены новый технологический регламент на производство препарата "ФЕРРОЦИН" и технические условия, согласно которым получено и отгружено потребителям более 800 кг препарата.

Испытания показали, что сорбционная активность опытных партий сорбента составляет 73 75% Проведены также испытания (у потребителей) эффективности выделения радионуклидов цезия-137 из организма животных. Установлено, в частности, что при дозировке сорбента (препарата) 1 4 г на овцу снижения радионуклидов цезия-137 в организме составляет 90 99%

Раствор соли железа (III) и раствор железосинеродистого калия смешивают. Образующийся осадок отделяют от раствора фильтрованием, затем обрабатывают раствором минеральной кислоты, промывают водой, сушат и гранулируют декриптацией в воде.

Способ получения неорганического сорбента на основе ферроцианида железа, включающий взаимодействие соли железа (III) и раствора железосинеродистого калия с образованием осадка, его промывку водой и сушку, отличающийся тем, что используют раствор соли железа (III), после взаимодействия осуществляют отделение осадка от раствора фильтрованием с последующей обработкой раствором минеральной кислоты, а после сушки грануляцию декриптацией в воде.