Способ получения двойного фосфата циркония и щелочного металла Советский патент 1983 года по МПК C01G25/00 

о

4 КОН Изобретение относится к способа получения двойного фосфата циркони и щелочного металла, используемого в качестве сорбента для концентриро вания микрЬколичеств элементов. Известен способ получения фосфа та циркония путем обработки твердо .го цирконийсодержащего соединения раствором фосфорной кислоты с расходом фосфора 1,5-2,0-моль на моль циркония 1 . Однако рпособ позволяет получит фосфат циркония только в Н-форме,, что требует для перевода в соедине ния с удовлетворительными сорбционн ми свойствами на основе двойного соединения дополнительных операций по замещению протонов на ионы калия или натрия. Известен также способ получения двойных фосфатов циркония и аделочного металла путем нагревания при 620-820 С смеси хлоридов циркония и щелочных металлов с последующей обработкой смеси фосфатом щелочного металла в мольном отношении к хлоРИДУ щелочного металла, равном 2:3 - 3:4 2 . Однако способ многостадиен и тре бует использования высоких температур. : Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения двойного фосфата циркония и натрия путем обработки основного карбоната или основного сульфа.та циркония раствором фосфата натрия зЗ . Полученный продукт имеет мольное соотношение P/Zr 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 38%. Цель изобретения - повышение сорбционной 1 мкости продукта. Поставленная цель достигается тем, что осуществляют обработку твердого оксихлорида циркония раствором фосфата калия с мольным отношением К/Р 1,5-2,5 и концентраци ей фрсфат-ионов в растворе, равной 1,35-1,8 г.ион/л. Попытки синтезировать указанные фосфаты на основз других кристаллических соединений цирцония (китрат, дисульфат) приводят к образованию известных замещенных дифосфатов циркония. Другие ацидосоединения/ не обладающие кристаллической струк турой (основной сульфат, основной , карбонат), являются сферически непригодными для внедрения большого числа фосфато-групп в координационную сферу циркония. Соединения с соотношением P./Zn 2,33,6 получены только при использовании калийных солей и не образуются, например, при использовании натриевых. На чертеже приведена зaвиcи юcть образования фосфатов с соотношением P/2t 2,3-3,.6. Наличи.е максимума на кривой отражает экстремальный характер в изменении состава образующегося фосфата циркония, причём соотношению P/Zr 2,3-3,6 отвечает соотношение К/Р от 1,5-2,5. Синтезы приводят к получению указанных фосфатов циркония лишь при использовании растворов в узком диапазоне концентраций . фосфата и концентрации фосфат-иона от 1,35-1,8 г.ион/л. Синтезируемые фосфаты чувствительны к локальному ввделению.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 Р/2г не достигает значения 2,3 с одновременным возрастанием содержания в твердой фазе И-формы фосфата циркония. При использовании раство- ров с концентрацией фосфат-иона свыше 1,8 м/л происходит освобождение значительных количеств соляной кислоты, уменьшение рН раствора и как следствие, быстрое снижение соотношения P/Zr в конечном продукте. При м е р 1. Навеску оксихлорида циркония в.количестве 10 г обрабатывают при перемешивании и комнатной температуре 150 мл раствора .с концентрацией фосфат-иона,равной 1,35 Г.ИОН/Л, и отнетиеНием К/Р 1,5, время контактирования 1ч. Раствор приготавливают введе нием КОН в НцРО , причем количество иелочи отвечает нейтрализации 1,5г-экв иона водорода, что обеспег чивает состав Полученный Фосфат циркоиия отфильтровывают и прокывают дистиллированной водой Анализ готового продукта: Р/2 2,3 K/Zf 1,5, а в пересчете на формы, %: ZP Orj 37,3; 46,8 KjO 9,4. При использовании получеиногю прог дукта в качестве сорбента из растворов, содержащих по 10 мкг/л ртути . и кадмия, степень извлечения составляет соответственно 79 к 78%. П р и, м е р ы 2-5. Процессы проводят по аналогии с: примером 1о Результаты представлены в таблице, где также приведены данные по сорбции ртути и кадмия, полученные на образцах двойного фосфата циркония.

синтезированного предлагаемом способом.

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

Таким образом, осуществление изобретения позволяет получить фосфат циркония и щелочного металда с мольным отношениемsP/Zr 2,3-3,6, и тем самым повысить сорбционную емкость продукта, 20 обеспечив . -увеличение извлечения из раствора ртути с 73 до . ,80-95% и кадмия с 38 до , 78-94%,