Способ получения композиционного ферроцианидного сорбента Советский патент 1984 года по МПК B01J20/00 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения сорбентов, селективных к рубидию и цезию, и может быть использовано для синтеза композиционньо сорбентов на основе смешанных ферроцианидов тяжелых и щелочньк меТсггшов. Большая селективность феррохщанид ньЕ-с сорбентов для извлечения рубидия и цезия из разбавленных растворов известна давно.- Однако ввиду их малой физико-химической устойчивости в растворах они не нашли практического применения в чистом виде. Для улуч1.иения их характеристик предложено получать композиционные ферроцианид ;ые сорбенты, используя пористые гранулированные носители. Известен способ получения композиционного ферроцианидного сорбента (Щ-сорбента) на силикагелевой основе, вю1ючаю1дий осаждение композргции смешанного ферроцианида (ФЦ) никеля и цезия с силикагелем, его гра1гулирование, окисление сорбента раствоpo f ппюхлорита кальция и восстановление полученной формы сульфит-ионами в присутствии ионов калия l. сорбент селективно извлекает рубидий и цезий из солевых раст воров (степень извлечения цезия и рубидия достигает 95%) , Однако не,а;остатком этого способа является сложность технологии получения сорбента, включающая использование дорогостоящих реагентов и токсичных веществ. Наиболее близким к предлагаемому по техушческой сущности и достигаемо му результату является способ получения композиционного ФЦ-сорбента, включаюи1;ий обработку неорганической основы ферроцианидом щелочного метал ла с образованием смешанного ферроцианида 1.1.елочного и двухвалентного металлов 2 , Согласно известному способу в качестве основы используют алюмогель, который последоватепьно при повшиенной температуре обрабатывают концект рированными растворами солей двухвалентных металлов (никеля, цинка или меди и ФЦ щелочного металла). Кроме того, согласно известному способу TaiOKe получают сорбенты, селективны к тялселым щелочным металлам, однако нх синтез характере сложностью ввиду наличия предварительной стадии обработки носителя концентрированным раствором солей токсичных двухвалентных металлов и, как следствие, необходимости в утилизации образующихся яшдких отходов. Цепь изобретения - упрощение способа получе1 ия композиционного ФЦ-сорбента путем исключения стадии обработки основы солями тяжелых двухвалентных металлов. Поставленная цель достигается, тем, что согласно способу получения омпози1даонного ФЦ-сорбента, включающему обработку неорганической основы, в качестве которой используют кальцийзамещенпый цеолит А, ФЦ щелочного металла с образованием смешанного ФЦ щелочного и двухвалентного металлов. Отличитаггьным признаком способа является использование в качестве неорганической основы для получения композиционного ФЦ-сорбента кальцийзамещенного цеолита А. Технология получения сорбента согласно предлагаемому способу заключается в следующем. Сорбент готовят либо предварительно последовательной обработкой растворами реагентов кальциевой формы цеолита типа А, имеющего мольное отношение S102:А120 1,7-2,0 при 20-60 С, либо непосредственно в растворе, содержащем редкие щелочные металлы. В последнем случае в исходный раствор вносят соль кальция в количестве 0,4-0,8 г СаО/г ZMejO и цеолит А 10-50 г/г ZMejO и после перемешивания при 20-50 0 в течение 10-30 мин добавляют раствор ферроциан1ада калия или натрия, вьщерживания рН 7-9. Степень извлечения Me получаемым сорбентом из раствора (исходная концентрация MejO 0,01-6 г/л) на сорбент составляет 86-95% рубидия и 95-99,8% цезия. Применение других цеолитньгх носителей, например эрионита в кальциевой форме или цеолита А в медной или магниевой формах, не позволяет получить ферроцианидньм сорбент, извлекающий одновременно рубидий и цезий со степенью извлечения близкой к 90% , (извлечение рубидия при этом не более 40-50% на медной и 80% на магниевой формах). Ферроциаиидный(ФЦ-)сорбент согласно предлагаемому способу может бьггь приготовлен также на основе гранулирован31ного предварительного цеолита А в кальциейвой форме. Такие гранулы загружают в сорбционные колонны. Пример 1 . В 1эаствор (0,2 л) , содержащий, г/л: Na20 - 50; 25 КЬгО - 1,05; CF (рН 7,5), вносят 80 г/л ферроцианидного (ФЦ-) сорбента, предварительно приготовлен ного обработкой раствором ферроциани да калия кальцийзамещенного цеолита А (размер кристаллов 4 мкм) при рН 7,7. После перемешивания в течение 0,5 ч при и отделения сорбе та фильтрованием в растворе определя ют содержание Rb20 - 0,067 г/л; 0,0006 г/л, т.е. извлечение рубидия составляет 93,6, а цезия 96,5%. В аналогичных условиях при использовании сорбента, полученного на основе магниевой формы цеолита А, извлечение было 85,7 и 82,4%, а в случае медной формы - 68 и 97% соотнетствен но. При мер 2. В аналогичный раст вор (1 г) вносят 1,8 г нитрата кальция 0,6 г СаО г/л цеолита А, после перемешивания в течение 15 мин при 20С (рН 8,8) добавляют раствор ферроцианида натрия (2,6 г соли). После перемешивания еще в течение 30 мин осадок фильтруется. В растворе остается 0,145 г/л Rb20 и 0,0006 г/л , т.е. извлечение 86,2 и 96,5% соответственно. При использовании в качестве минеральной основы высококремнистого цеолита 24 эрионита (SiO :Al202 7,06) достигнуто извлечение рубидия 46,7 и цезия 95,5% (рН 7) или 45,3 и 99,1% (рИ 9) соответственно. Технико-экономическая эффективность способа заключается в том, что полученный по нему ферроцнан1здный сорбент позволяет из технологических и сбросных растворов при значительном солевом фоне выделить одновременно с высоким извлечением рубидий и цезий. При этом при синтезе не образуются сточные воды, содержащие токсичные металлы (медь). Цеолит А относительно недорогой (в 5-10 раз дешевле других цеолитов), поэтому предлагаемый способ может быть использовая для фиксации и захоронения радиоактивных изотопов рубидия и цезия (после оплавления носителя). При примеяеНИИ предлагаемого сорбента в технологических процессах, например для концентрирования рубидия и цезия при переработке природных вод, получаемый искусственный концентрат, содержаш 1й до 10% окислов редких щелочных металлов, можно перерабатывать киcлoт ы п мeтoдa aI. По сравнению с известным предлагаемый способ также обладает значительными преимуществами, заключаюш 1мися в упрощении технологии получения ФЦ-сорбентов без ухудшения их сорбционноселективных свойств по отношению к тяжелым щелочным металлам.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ФЕРРОЦИАНИДНОГО СОРБЕНТА, включающий обработку неорганической основы ферроцианидом щелочного металла с образованием смешанного ферроцианида щелочного и двухвалентного металлов, отличающийс я тем, что, с целью упрощения способа путем исключения стадии обработки основы солями тяжелых двухвалентных металлов, в качестве последней исполь зуют кальцийзамещенный цеолит А.