Способ получения неорганического сорбента на основе гидроксида титана Советский патент 1984 года по МПК B01J20/06 

СО

to сд

Изобретение относится к технологии получения неорганических сорбентов, а именно сорбентов на основе диоксида титана сернокислотным способом, и может быть использовано при получении сорбентов и катализаторов на основе.двуокиси титана.

Известен способ, по которому гидратированный диоксид титана получают гидролизом растворов сернокислого титана при добавлении щелочных реагентов 1.

Недостатком данного способа является большое количество сточных вод вследствие необходимости использопания избытка щелочи для осаждения гидроксида титана.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения неорганического сорбента на основе гидроксида титана, включающий термогидролиз растворов сернокислого титана в присутствии зародышей анатаза, фильтрацию и промывку образовавшегося осадка серной кислотой, затем водой и сушку продукта. Гидратированный диоксид титана получают кипячением титансодержащих (20-220 г/л по диоксиду титана) сернокислых растворов производства пигментов в присутствии зародыщей анатаза, отделением осадка, промыванием его серной кислотой до отсутствия железа в фильтрате и затем водой от избытка кислоты до РН фильтрата -г- 3 2.

Недостатком известного способа является резкое падение сорбционной емкости и удельной поверхности готовых продуктов при их получении из растворов с пониженным содержанием титана в предгидролизном растворе (ниже 100 г/л TiO

Цель изобретения - повышение сорбиШ1ОННОЙ емкости готового продукта по железу при получении из слабокоицентрированных по титану растворов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения неорганического сорбента на основе гидроксида титана включающему термогидролиз растворов сернокислого титана в присутствии зародышей анатаза, фильтрацию и промывку образовавшегося осадка серной кислотой, затем водой и сушку готового продукта, .осадок перед сушкой дополнительно промывают сначала щелочным реагентом до рН 7-8, а затем серной кислотой до рН 2-3.

Последовательная обработка осадка щелочным раствором до рН 7-8, а затем серной кислотой до рН .2-3 обуславливает постепенную перестройку структуры осадка, заключающуюся в дезагрегации и затем реагрегацик кристаллов анатаза с увеличением активной поверхности сорбента, что .про 1вляется в повышении его сорбционной емкости по железу (П1) и удельной поверхности. Использование в предлагаемом способе других минеральных кислот (соляной.

азотной) не дает подобного эффекта. Обрабо,тка этими кислотами активированного щелочными реагентами осадка сопровождается его разрушением - пептизацией осадка. с Аналогично не достигается в полной мере положительный эффект при промывке осадка щелочью до рН меньше 7 или больше 8 и кислотой до рН меиьше 2 и больше 3. Предлагаемый способ может использоваться также для активирования «постаревших

сорбентов, т.е. утративших значительную часть емкости при хранении.

Способ осуществляют следующим образом.

Осадок гидратированного диоксида тита-

$ на, полученный кипячением титансрдержащИх сернокислых растворов в присутствии зародыщей анатаза, после промывки кислотой и водой обрабатывают вначале щелочным реагентом до рН 7-8, а затем серной кисло.ой до рН 2-3, после чего высушивают. Пример 1. К 500 мл раствора, содержащего, г/л: сульфат титана (IV) 20,3 по диоксиду титана; сульфат титана (III) 0,3 по Ti (III); сульфат железа 27,2 и серную кислоту 55,1 добавляют l в пересчете на

5 TiOx, анатазных зародышей и кипятят его в течение 3 ч. Полученный осадок гидролизата с выходом 88% отделяют от маточного раствора, промывают 5/о-ным раствором серной кислоты до отсутствия железа в фильтрате (ко.итроль по роданиду аммония) и во0 дои от избытка кислоты (до рН 3). Промытый осадок обрабатывают 0,2%-ным раствором аммиака до рН 7 и затем 0,1/о-ным раствором серной кислоты до рН 2.8.

Определяют контрольные характеристики

готового продукта: величину удельной поверхности по адсорбции азота методом БЭТ (Зуд) и сорбционную емкость (О.Е.) по железу (100 мг воздушно-сухого осадка контактируют при перемещивании в течение 24 час с 50 мл раствора сульфата железа,

содержащего 50 мг железа в 1 мл при рН 2,8). ,8 м2/г; О.Е. 23,2 мг/г.

Пример 2. Аналогично примеру 1 осуществляют термогидролиз раствора, содержащего, г/л: ТЮг52,1; Ti (III) 0,6; FeSO

5 64,5; Нг8О.4 133,3, промывку осадка кислотой и водой. В результате получают 23,5 г гидратированного диоксида титана. Осадок обрабатывают 1М раствора бикарбоната натрия до рН 8, затем 0,5%-ной кислотой до рН 2,0.

В итоге получают сорбент с 5уд 220,7 Myt и О.Е. 24,8 мг/г.

Пример 3. Аналогично примеру 1 осуществляют термогидролиз раствора, содержащего, г/л; TiO2l76,l, Ti (III) 4,9; FeSO 5 247,3; HzSO. 479,0, промывку осадка кислотой и водой. В результате получают 84 г осадка. Осадок обрабатывают 1М раствором углеаммонийной соли до рН 7 и затем

0,2°/о-ным раствором серной кислоты до рН 3. В итоге получают сорбент с Сзд 230,1 и О.Е. 23.1 мг/г.

Пример 4. Аналогично примеру 1 осуществляется термогидролиз раствора, содержащего, г/л: ТЮг 106,9; 260,1. Промытый осадок обрабатывают 0,1°/о-ным раствором едкого натра до рН 7,5 и затем 0,3°/о-ным раствором серной кислоты до рН 3. В итоге получают сорбент с 5зд 229,8 и О.Е. 25,0 мг/г.

Пример 5. Аналогично примеру 2 осуществляют термогидролиз и промывку осадка кислотой и водой. Осадок обрабатывают 1%-ным раствором едкого натра до рН 9. При последующей обработке серной кислотой происходит пептизация осадка.

Пример 6. Аналогично примеру 3 осуществляют термогидролиз и промывку осадка кислотой и водой. Осадок обрабатывают 0,1%-ным раствором едкого натра до рН 8 и затем серной кислотой до рН 1,5. В итоге получают сорбент с Зуд 93,7 и О.Е. 15,8 мг/г.

Как видно из примеров 5 и 6, прове. ние процесса получения не в предлагаемом диапазоне рН щелочной и кислой промывок не позволяет достичь поставленной цели.

Пример 7. Проводят получение сорбента по известному способу в условиях примеров 1-4, но не проводя щелочную и кислую промывки осадка.

В таблии,е приведены характеристики сор бционной активности гидратированного диоксида титана, полученного по данному .примеру, в сравнении с полученным по примерам 1-4 в зависимости от состава предгидролизных растворов.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИДА ТИТАНА, включающий термогидролиз растворов сернокислого титана в присутствии зародышей анатаза, фильтрацию и промывку oбpaзoвaвшe ocя осадка серной кислотой, затем водой и сушку готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения его сорбционной емкости по железу при получении из слабоконцентрированных по титану растворов, осадок перед сушкой дополнительно промывают сначала ш.елочным раствором до рН 78, а затем серной кислотой до рН 2-3. g