Способ получения неорганического анионообменника Советский патент 1985 года по МПК B01J20/08 B01J41/02 

00

со

4ik

;о Изобретение относится к химической .технологии, а именно к получению неорганических,ионообменных материалов, и может быть использовано для синтеза неорганического анионоо менника, предназначенного для извлечения анионов в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение анионообменной емкости и химической устойчивости получаемых анионооб. менных материалов. Технология способа состоит в сле дующем . На первом этапе проводят, совмес ное осаждение гидратированных окси дов алюминия и циркония (IV) путем вливания при перемешивании в раствор, содержащий соли алюминия (III и циркойия (IV), 0,1-0,2 н. раствора NaOH или вливания в раствор, содержащий алюминат натрия, 0,10,2 н. раствора соляной кислоты, содержащего хлорид циркония. При этом в обоих случаях обеспечивают ионное отношение А (III) : Zr (IV в растворе при сливании реагентов на уровне 1: (О.,02-0,12) . рН суспензии после осаждения гидратирован ных оксидов должен составлять 6-9. Образовавшийся осадок гидроксидов отмьгоают от избытка электролита методом последовательных декантаций и отделяют от раствора фильт рованием. Полученный осадок наносят толщиной 5-7 мм на рифленую поверхность, подсушивают на воздух и помещают в прокалочную печь, где вьщерживают при 100-1 до дости жения осадком постоянного веса. Вы сушенный материал и:змельчают и классифицируют. Фракция с размерами частиц 0,3-0,8 мм представляет собой готовый продукт. Приведенные условия получения анионита являются оптимальными, так ка.к в своей совокупности позволяют синтезировать аниойообменник, который по сравнению с сорбентом, полученным известным способом, обла дает повьш1енной обменной емкостью и химической устойчивостью при работе в сорбционном цикле. При выбор1е последовательности и режима операций руководствуются следующими соображениями и экспериментальными данными. Конечное значение рН осаждения смешанных оксигидратов алюминия (III) и циркония (IV), равное 6-9, принято в связи с тем, что в этих условиях обеспечивается полное осаждение гидратированных оксидов данных металлов и равномерное распределение ионов циркония (IV) 0 матрице сорбента, что обуславливает положительные качества получаемого в конечном итоге материала. Оптимальное соотношение между алюГШнием и цирконием (IV) при осаждении гидроксидов выбирают на основе экспериментальных данньк по определению обменной емкости готового продукта в зависимости от содержания циркония (IV) в твердой фазе. При этом максимальная величина обменной емкости (около 6 мг-экв/г) достигается для сорбентов, состав которых отвечает отношению Zr (IV) : At (III), равному (,12):1. Для достижения этого состава при совместном осаждении гидратированных оксидов алюминия и циркония (IV), их ионное отношение в растворе выдерживают на. том же уровне, так как при выбранных условиях осаждения оба металла полностью переходят в состав осадка. Как увеличение количества циркония, так и уменьшение его за пределы приведенного соотношения вызывает резкое падение анионообменной емкости получившегося продукта. Для гранулирования осадка используется метод сушки. Режим проведения этой операции сохранен таким же, как и в известном способе, а именно: прокаливание при 100-110 0. Пример 1.ВО,1 М раствора ASCfj растворяют заданное количество В полученный раствор вливают 0,2 н. раствор NaOH, осуществляя интенсивное перемешивание. Конечное значение рН суспензии поддерживают на уровне 6-9. Осадок промывают водой методом последовательных декантаций до остаточного содержания а суспензии ионов натрия, равного 0,08-0,1 г/л, переносят на воронку Бюхнера и обезвоживают до начала растрескивания осадка. Полученную пасту наносят слоем 5-7 мм на рифленую поверхность с размером бороздок 3-5 мм, подсушивают на воздухе и прокаливают в

сушильном шкафу при 100-11 до постоянного веса. Прокаленный материал измельчают и рассеивают. Фракция с размером частиц 0,3-0,8 мм представляет собой готовйй продукт неорганический анионообменник.

Пример 2. В 0,1 М раствор NajfAKOH) вливают при интенсивном перемешивании 0,2 н. раствор соляной кислоты, содержащий заданное количество ZrOCt. ,При сливании реагентов обеспечивают получение суспензии с рН 6-9. Дальнейшую обработку вьщелившегося осадка ведут, аналогично примеру 1.

При испытаниях полученных материалов используют Оj 1 н. р.аствор НСг и H;jSb. Десорбцию поглощенных анионов и перевод сорбента в ОН-форму ведут 0,5 н. раствором гидроксида натрия или калия.

1894974

Влияние режима операций процесса получения неорганического анионообменника по примерам 1 и 2 на его свойства в предлагаемых граничных 5 пределах приведены в табл.1.

П р и м е р 3. Проводят сравнительные испытания свойств предлагаемых сорбентов и полученных по известному способу при их использо10 вании в многоцикловом процессе..

Сорбцию анионов ведут из 0,1 н. растворов соответствунщих кислот, регенерацию сорбентов осуществляют 0,5 н. раствором. В табл.2 приведе ны средние результаты по 5 циклам, работы сорбента.

Как видно из табл.2, полученный по предлагаемому способу сорбент имеет в 1,5 раза более высокие 2Q сорбционные характеристики и химическую устойчивость, чем сорбент, полученный известным способом. Обменная емкость, Сорбент СГI 6,2 t0,3 Предлагаемый 4,3t0,2 Известный )

Таблица 2 Z мг-экв/г Потери за 1 цикл работы, мас.% SOf 6.1±0,3 1,3t 0,1 4.2±0,2 1,6 ±0,2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО АНИОНООБМЕННИКА, включающий осаждение из водных растворов гид- . роксида алкминия в присутствии соли поливалентного металла при ионном соотношении алюминия и металла в растворе, равном 1: