Способ получения неорганического анионообменника Советский патент 1984 года по МПК B01J20/08 B01J41/10 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению неорганических ионообменных мате риалов для извлечения из водных раст воров анионов, и может быть исполь, зовано в химической, металлургический и других отраслях иромышпеиности для очистки от примесей производственных растворов и сточных вод. . Известен способ получения аниоиообменных материалрв на основе сульфидов тяжелых металлов, включающий взаимодействие солей данных металлов с сульфидсодержащвми реагеитаьяй, .про мы:вку образовавшегося осадка водой и его сушку на воздухе при 20АО С СОНедостатками данного способа являются использование дорогих реагентов, а также получение сорбентов одHopiaagBoro пользования, которые не подлежат регенерации. Известен способ получения анионеобменного материала на основе си циркония путём взаимодействия ; азотнокислого циркония с концентра-; цией 3-4 Ни едкого натра с KOHneHT- рацией 8-20 Н с последующей отмывкой и сушкой образовавшегося осадКса Х ЗНедостатками этого сцособа являются высокий расход дефи1 ных реагентов, образование :больших объемов минерализованных сточных вод а низкая обменная емкость получаемого сорбента, величина которой не превышает 2,0 мг зкв/г. , ; Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ полУ чения неорганического анионообменника, включакяций осаждение щелочным реагентом из водных растворов гидррк сида алюминия, его промывку и сушку при повышенной температуре. По давно му способу проводят взаимодействие 0,1 М растворов соли алюминия и щело чи, затем промывают полученный осадок от избытка реагентов водой и сушат его при 105±5°С, с одновременным измельчением и классификацией полученного продукта. В итоге получают неорганический анионообменник, сое- : тав которого отвечает формуле АТоОл ЗН20, Он пригоден для сорбции анионов из растворов с рН 1-4. Максималь ная величина его обменной емкости достигает 2 мг-зкв/г (сорбтив - 0,1 и НС1), потери за цикл работы 2,02,5мас.г СЗ. Недостатки известного способа; заютючаются в том, что полученные по нему сорбенты характеризуются низкой величиной обменной емкости и низкой химической.устойчивостью при работе в сорбиионном цикле.. Целью изобретения является повьппение анионообменной емкос,ти и химической устойчивости в сорбхщонном цикле получаемых ашюнообменных материалов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения неорганического анионообменника, включающему осаждение щелочным реагентом из водных растворов гидроксида алюминия, его промывку и сушку при повышенной;температуре, рсавдение ведут в присутствии солей вольфрама (У1). Причем осаждение ведут при ионном соотношении алюмийия (Ш) и вольфрама (У1) в растворе, равном 1:(О,030,14). Технология способа состоит в следукицём. На первом этапе проводят совмёст-, кое осаждение гидратированных оксида алюминия (Ш) и вольфрама (У1) путем вливания при перемешивании в раствор содержащий алюминат и воЛь:фрамат натрия, раствора О,1-0,2 н. соляной кислоты или вливания в раствор, содержаш 1й хлорид алюминия 0,10,2 н. раствор гидроксида натрия, содержап го вольфрамат натрия. При этом 8 обоих случаях обеспечивают ионйое соотношение А1 (m):W (У1) в рзстворе при сливании реагентов на уровне 1:(0,03-0,14). рН суспензии осле осаждения гидратированньхх оксяов должен составлять от 6 - 9. ОбразовавПшйся осадок гвдроксидоа oт в iвaют от избытка электролита мето- дЬм последовательных декантаций, отйеляют от iJacTBopa фильтрованием и гранулируют высушиванием на воздухе при 100-110°С. Полученную пасту наносят толщиной 5-7 мм на рифленую поверхность, под(гушивают на воздухе и помещают в прокалочйую печь, где вьщерживают при 00-110 С до достижения осадком постоянного веса. Высушенньвй материал измельчают и классифицируют: фракция с размерами частиц 0,3-0,8 мм представляет собой готовый продукт. Приведенные вьше условия получения анионита являются оптимальными, так как в своей совокупности позволяют синтезировать анионит, который по сравнению с сорбентом, полученным известным способом, обладает повьшенной обменной емкостью и химической устойчивост-ью при работе в сорбционном цикле. При выборе последовательности и режима операций руководствовались следующими соображениям и экспериментальными данными. Конечное значение рН осаждения смешанных оксигидратов алюминия и вольфрама (У1), равное 6-9, обеспечивает полноту осаждения гидратированных оксидов данных металлов, а также равномерное распределение ионов вольфрама в матрице сорбента, что обуславливает положительные качества . получаемого в конечном итоге материала. Оптимальное соотношение мезвду алюминием/и вольфрамом при осаждении выбирают на основе экспериментальных .1 данных по определению обменной емкос ти готового продукта в зависимости. :-;бт содержания вольфрама (У 1) в алюми ;натном растворе. Они показывают, что Iмаксимальную величину обменной емкос ти имею-г материалы, состав которых отвечает соотношению вольфрама и аЯю миния, равному (0,03-0,14):1. Для достижения этого состава при совмест дом осаждении гидратированных окси-. дов алюминия И вольфрама их ионное (отноиение в растворе .вьщерживдют на том же уровне, так как при выбранных условиях осаждения оба. металла пол;ностью переходят в состав осадка. Для гранулирования осадка исподьзуют метод сушки в известном режиме прокаливания при 100-110 С. . Пример 1. В 3 л 0,1 М раствора NajiAl(ОН) 3 растворяют заданное количество NajjWOy}.. В полученный раствор влива;от 3 л 0,2 н. раствора НС1 (или H2S04), осуществляя непрерывн е перемешивание. Конечное значе яиёрН суспензии поддерживают :на уро не 6-9. Осадок промьшают водой методом последовательной декантации (осИ434 таточное содержание ,08-0,1 r/ja{), переносят на воронку Бюхнера и обезвоживают до начала растрескивания осадка. Полученную пасту наносят слег ем 5-7 мм на рифленую поверхносгть с размерами бороздок 35,мм, подсушива;ют на воздухе и прокаливают в сушилйном шкафу при 100-110 С до постоянного веса. Прокаленный материал измеш чают, рассеивают (отбирают фракцию с размером частиц 0,3-/0,8 мм) . Влияние режима (Операций процес.ба получения ионита на его сорбцирнныё свойства в заявленных граничных прё- делах обобщены в табл. 1. При исгадтании образцов ионита используют ri. раствор НС1 или . Для десорбций анионов и получения исполь- зуют 0,5 н. раствор NaOH. Приме р 2, Проводят сравнительные испьп-ания анионообменной способности предлагаемых сорбентов и по|лученных по известному способу в , многоцикличном процессе. Сорбцию анионов ведут из Of1н. растворов соответствуюищх кислот, регенерацию сорбентов осуществпяюгг 0,5 н. раствором NaOH В табл. 2 приведены средние результаты по 5 циклам работы сорбеит. Как видно из табл. 2 получен&й по предлагаемому способу сорбент имеет в два раза более высокие сорбционные характеристики и хш-шческую устойчивость, чем сорбент, полученный известньм способом. Таким-образом, предлагаемый способ получения неорганического аююнообменного материала обеспечивает по сравнений с известным увеличение анионообменной емкости сорбента в 2,0-2,2 раза, улучшение эксплуатационных свойств материала за счет сии-жения потерь Сорбента на 20-30%. Указанные преимущества обеспечиваг ют технико-экономический эффект пред лагаемого изобретения;. . Предлагаемому нес ганическому аинонообменному материалу рекомеодуетсд присвоить условный символ ДАВ-О, чтЬ означает Анионит на основе оксцдов алюминия и вольфрама, нулевая мада1ф1)Г кафЩ.. : , ,- - ; , .

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО АНИОНООБМЕННИКА, включающий осаждение щелочным реагентом из водных растворов гидроксида алкминия, его промывку и сушку при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения анионообменной емкости и химической устойчи-г вости в сорбционном цикле, осаждение ведут в присутствии солей вольфрама (У1). 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю 1 щ и и с я тем, чво осаждение ведут при ионном соотношении (Ш) и вольфрама ( в растворе, равном 1:(О,03-0,14).