Способ получения карбоминерального сорбента Советский патент 1985 года по МПК B01J19/04 

11 Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способам получения селективных карбоминеральных сорбентов, и может быть использовано для извлечения стронция из растворов, содержащих другие щелочноземельные и щелочные металлы Известен способ получения органо минерального сорбента, включающий обработку сильноосновного анионита марки АВ-17 раствором перманганата калия с последующей отмывкой и сушкой полученного продукта при АО-бО С 1 . Недостатком данного способа является низкаяобменная емкость полученного по нему сорбента по отношению к стронцию, не превышающая 6 мг/г сорбента. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения карбоьданерального сорбента, включающий обработку карбоксиль кого катионита раствором перманганата калия с последующей отмывкой и сушкой готового продукта при 100200 С в течение 2-4 ч. По дaннo fy способу в качестве исходного берут карбоксильный катионит типа КБС в Na-форме и в конечном итоге получают карбоминеральный сорбент, содержащий в качестве активных центров гидроксид марганца и частично карбоксильные группы, Полученньй карбоминеральный сорбент используют для извлечения стронция из высокоминерализованных хлор-натрий-кальци вых растворов 2j . Однако у данного способа относительно низкая избирательность полученного по нему сорбента по отношению к стронцию, так как из растворо совместно со стронцием сорбируется и кальций. Соотношение стронция и кальция, поглощенных соргбентом, в зависимости от их содержания и соот ношения в исходном растворе составляет 0,2-0,9 киэффициент разделения CQ - 20-30, Кроме того, в процессе сорбции стронция из высокоминерализованных растворов отмечается резкое изменение набухаемости сорбента Так, при переходе сорбента из Ыа-фо мь1 с Са-Mg-Sr-форму набухаемость уменьшается от 4,3 до 1-2 . Эт затрудняет выбор аппаратуры для практического осуществления процесса сорбции стронция на сорбенте, . Цель изобретения - повьш1ение селективности сорбента по отношению к стронцию в калыщйсодержащих растворах. Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения карбоминерального сорбента, включающим обработку карбоксильного катионита раствором соли меди до перевода его в медную форму, а затем раствором перманганата калия с последующей отмывкой и сушкой готового продукта при 100-200 0, Технология способа состоит в следующем, В реактор с мешалкой загружают карбоксильный катионит типа КБС, заливают 0,4-2 н, раствором сернокислой меди в количестве 1-2 удельных объемов и перемешивают данную смесь при комнатной температуре -в течение 1 ч. Затем раствор сливают и повторяют процесс обработки катионита еще раз. Отработанный раствор сливают и катионит в медной форме заливают раствором перманганата калия, перемешивают данную смесь при комнатной температуре 2-3 сут. Затем сорбент отделяют от раствора, промывают от избытка перманганата и сушат при 100-200 С до постоянного веса, В конечном итоге получают карбоминераль-; ный сорбент с постоянным коэффициентом набухаемости как в воде, так и в солевых средах и равнымv0,87 . Пример 1,В реактор загружают катионит КБС в количестве 1000 мл, заливают раствором CuSO с концентрацией 0,40 г-экв/л в количестве 1 л. Перемешивают смесь в течение часа, раствор с концентрацией меди 0,032 г-экв/л сливают и повторно заливают раствор СиSO/ с концентрацией 0,45 г-экв/л в количестве 1,185 л, Смесь снова перемешивают в течение часа и отработанный раствор с концентрацией меди 0,163 г-экв/л сливают. Полученный катионит КБС с Си-форме заливают 2 л ,24 н, раствора перманганата калия, Процесс модифицирования проводят при перемешивании в течение 3 сут. После окончания процесса модифицирования зерна катионитапромывают от избытка взвеси МпО и высушивают при 100-105°С.

3

Пример 2.В реактор загру.жают катионит КБС в количестве 850 мл, заливают раствором CuSO с концентрацией 1,756 г-экв/л в количестве t,0 л. Перемешивают смесь в течение часа, раствор с концентрацией меди 0,23 г-экв/л сливают и повторно заливают раствор CuS04 с концентрацией 1,74 г-экв/л в количестве 1,0 л. Смесь снова перемешивают в течение часа и отработанный раствор с концентрацией меди 1,175 г-экв/л сливают. Пблученньй катионит КБС с Си-форме заливают 1,7 л 0,24 и, растэора перманганата калия, перемешивают- в течение 3 сут После окончания процесса модифицирования зерна катионита промывают от избытка взвеси tfriO и высушивают при 100-105 С до постоянного веса.

Полученный предлагаекым способом сорбент используют для извлечения

52646Л

стронция из природных рассолов, содержашлх кальций.

Пример 3. Сорбент., полученный по примеру 1, заливают рассолом 5 следукицего состава, г/л: NaCl 150, Са 10,1, Sr 1,14, рН 5,95. Соотношение Т:Ж 1:570. После контактирования рассола с сорбентом в течение 10 сут количество сорбированного на сорбенте стронция составило 4,07 мг-экв/г количество сорбированного кальция - 0,571 мг-экв/г. Коэффициент разделения кд 191.

Пример 4.В условиях примера 3 проводят контактирование сорбента, полученного по примеру 2, и по способу-прототипу при различных соотношениях Sr/Ca в цсходком растворе.

0 В таблице приведены данные по

сорбции кальция и стронция из высокоминерализованных растворов на сорбен,тах КБСМ в Na-форме (1) и КБСМ р Си-форме.

о cyi - ,- n о

го CPi о - о со

fsl

- о

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОМИНЕРАЛЬНОГО СОРБЕНТА, включающий обработку карбоксильного катионита раствором перманганата калия с последующей отмьшкой и сушкой готового продукта при 100-200с, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности сорбента по отношению к стронцию в кальцийсодержащих растворах j карбоксильный «. катионит перед обработкой раствором перманганата калия обрабатывают раствором соли меди до перевода его в медную форму.

п

ф я S

U I р,г-т W S 0.J, fcd и «.-

m I 10

I I

(Ti

I I CS

r n cs)

о

M I 00 -r

о )

чО CS

vO I fO

-4о

t

I

I to

Ю

a CM

о

о о CO

«ч

ft A «t

о -- о

о

U-l

in о «

«4

« «о

О

о о -о ш

О

00I О)

я « S u K a I-т и - Ш «.

9 115264610

Как видно из приведенных примеров,увеличении коэффициента, разделения

сорбент, полученный по предлагаемомуК - в 6,8-7,4 раз и пропорционально

способу, позволяет обеспечить изби-селективности извлечения стронция

рательное извлечение стронция - уве-сорбентом, а также в получении неналичивается соотношение сорбированных5 бухаемого сорбента. Это позволяет

стронция и кальция в сорбенте сиспользовать более простые и эконо0,2-0,9 до 1,6-7,0,мичные решения по аппаратурному

Технико-экономические преимущест-оформлению процесса сорбции стронва предлагаемого способа состоят вция.