Способ получения сорбента, селективного к цезию Советский патент 1992 года по МПК B01J20/16 

Недостатками указанных спог.оЬов является сравнительно низкая химическая стабильность сорбентов при рН 6,5-7,0, что обусловливает их разрушение в среде кишечника животных, с выделением ферроци- анид-ионов и радмоцезия. Кроме того, указанные способы предполагают образование больших объемов сточных вод, содержащих ферроциануд-ионы и ионы тяжелых металлов з количествах,превышающих ПДК, что предполагает необходимость их утилизации и очистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения тонкослойного неорганического сорбента для очистки слабоактивных вод от дол го живущих радионуклидов путем обработки клиноптилолита минеральной кислотой (серной, соляной), с последующим нанесением тонкого слоя ферроцианида железа-калия или цинка-калия, Применение модифицированных вышеуказанным способом образцов позволяет получать высокие коэффициенты очистки ( 103) радиоактивно-загрязненных вод.

Недостатком способа является низкая химическая стабильность модифицированных сорбентов при рН 7, что препятствует их использованию в качестве кормовых добавок (разрушение в кишечнике).

Цепью изобретения является разработка способа получения сорбента селективного к цезию, который обладает высокой избирательностью к цезию и одновременно повышенной химической устойчивостью, в том числе и в щелочных средах, что позволит повысить эффективность его использования в качестве добавок в корм животным,

Поставленная цель достигается путем обработки природной глины последовательно ортофосфог ной кислотой в количестве 0,005-0,05 ммолк на 1 г глины, затем ферроцизнидок калия из расчета 0,02-0,4 ммоль на 1 г ГЛИНУ и затем солью переходного металла, например меди, никеля или цинка, в количестве эквивалентном количеству ферроцизнидз калия. После этого полученный сорбент сушат при температуре не выше 150°С.

Преимущество использования ортофос- форной кислоты для обработки глины, по сравнению с другими минеральными кислотами (серная, соляная), заключается, во первых: в практически полном фиксировании на модифицируемой поверхности ферроци- анид-ионов, а во-вторых: в резком увеличе- нии химической устойчивости слоя ферроцианида а-металла и, как следствие

этого, способности сорбента эффективно

функционировать в слабощелочных средах.

Нанесение ферроцианида переходного

металла путем последовательной обработки

глины солью ферроцианида калия, а затем солью c-металла, в отличие от общепринятого способа, сначала соль переходного металла, а затем ферроцианида калия, обеспечивает повышение химической стабильности модифицирующего слоя и уменьшает содержание токсичных элементов в сточных водах. Сушка модифицированной глины при температуре, не превышающей 150°С, обусловлена пределом термической

устойчивости модифицирующих добавок.

Соотношения и количества модифицирующих реагентов подобраны экспериментально, причем их количества существенно ниже, чем в известных способах, что, с одной стороны, обеспечивает минимальное содержание примесей в сточных водах, а с другой - позволяет достичь максимального сорбционного эффекта как в кислых, так и щелочных средах.

Предложенная технология позволяет получать селективные сорбенты, которые можно использовать для снижения содержания радионуклидов цезия в сельскохозяйственных продуктах, полученных на

загрязненных территориях. Предложенный

способ является экологически безопасным.

Пример К 100 г тонкоизмельченного

палыгорскита, помещенного в стеклянный

реактор емкостью 1 л и снабженный мешалкой, прибавляют 150 мл 0,0075 М раствора НзР04(0,011 ммоль на 1 г глины). Полученную суспензию перемешивают в течение 30 мин, затем прибавляют 50 мл 0,2 М раствора ферроцианида калия (0,1 ммоль на 1 г глины)

и перемешивают 1 ч. На следующем этапе прибавляют 25 мл 0,8 М раствора сульфата меди (0,2 ммоль на 1 г глины), перемешивают реакционную массу в течение 30 мин и оставляют в маточном растворе на 12 ч, Модифицированный палыгорскит отфильтровывают, на фильтре промывают 100 мл воды

и сушат на воздухе при температуре не выше 150°С.

Результаты испытаний сорбционных свойств и гидролитической стабильности модифицированного палыгорскита приведены в табл. 1,

П р и м е р 2. Все операции аналогичны

приведенным в примере 1. Количества и соотношение реагентов приведены в табл. 1, где также приведены данные о химической устойчивости модифицированных сорбентов и их селективности.

Сорбцию и гидролиз определяют из раствора Рингера с исходной активностью 3 приТ:Ж 1:100.

Испытания сорбента, синтезированного по способу-прототипу, в аналогичных условиях показали следующие результаты: () (рН 9,5); гидролиз 0,3 ммоль/г при рН 9,5.

Результаты испытания модифицированных природных сорбентов в качестве кормовых добавок при вскармливании коров на территориях Украины загрязненных радиоцезием: по 30 г сорбента на корову в течение 10 дн, приведенные в табл. 2, свидетельствует о перспективности их использования для получения чистой продукции животноводства.

Формула изобретения

1. Способ получения сорбента, селективного к цезию, включающий обработку носителя раствором кислоты, нанесение ферроцианида переходного металла и сушку, отличающийся тем, что, с целью расширения области рН его функционирования и повышения эффективности действия, в качестве носителя используют природные глины, в качестве кислоты берут ортофосфорную кислоту, а нанесение фер- роцианида переходного металла ведут путем последовательной обработки раствором соли ферроцианида калия и соли переходного металла.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что обработку раствором ортофосфорной кислоты осуществляют из расчета 0,005-0,05 ммоль кислоты на 1 г глины.

3.Способ по пп. 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что ферроцианид калия берут

из расчета 0,02-0,4 ммоль на 1 г глины.

4.Способ по пп. 1иЗ,отличаю- щ и и с я тем, что в качестве соли переходного металла используют водорастворимые соли меди, никеля или цинка, в количестве,

эквивалентном количеству ферроцианида калия.

5.Способ по п. 1,отличающийся тем, что сушку ведут при температуре не выше 150°С.

25

Таблица 1

Использование: очистка загрязненных радиоцезием продуктов животноводства. Сущность изобретения: способ получения сорбента, селективного к цезию, путем обработки природной глины последовательно ортофосфорной кислотой в количестве 0,005-0,05 ммоль на 1 г глины, затем ферро- цианидом калия из расчета 0,02-0,4 ммоль на 1 г глины и затем солью переходного металла, например меди, никеля или цинка, в количестве, эквивалентном количеству ферроцианида калия. После этого полученный сорбент сушат при температуре не выше 150°С. 4 з. п. ф-лы, 2 табл. (Л С показала, что коэффициент распределения Ка по цезию в пересчете на активную фазу достигают 4 -10 мл/г. Известна технология получения сорбентов для дезактивации сельскохозяйственной продукции на основе ферроцианида железа, осажденного на поверхности древесных опилок. Сорбент предназначен для употреблений в качестве пищевой добавки в корм животным. Использование сорбента вызвало существенное снижение содержания радиоцезия в продуктах животноводства (молоко, мясо, шерсть), полученных на загрязненных территориях. xi х4 со со Јь ы

Таблица 2