Способ получения неорганического сорбента для извлечения соединений бора из растворов Советский патент 1979 года по МПК B01J1/22 C01B35/02 

а также недостаточная механическая прочность С9Рбента. Целью изобретения является спосо получения неорганического сорбента гидроксида циркония с повьл 1енными селективностью по отноиению к бору и механической прочностью, Поставленная цель достигается описьтаеглым способом получения неор ганического сорбента, включающем осаждение геля гидроксида циркония из водного раствора оксихлорида или нитратациркония с концентрацией 0,05-0,20 мол/л при рН 3,3-7,2 в присутствии осадителя - 0,,0 М раствора едкого натра, гранулирование полученного геля замораживанием и сушку полученных гранул. Отличительными признаками способа является осаждение геля из раств ра соли циркония с концентрацией 0,05-0,2 мол/л при рН 3,3-7,2 и использование в качестве осадителя раствора едкого натра, Другое отличие заключается в том что в .качестве соли циркония берут оксихлорид или нитрат циркония, а Е качестве осадителя 0,4-4,0 М раст вора едкого натра. Способ осуществляется следующим образом. Гель гидроксида циркония осаждаю путем медленного сливания при интен сивном перемааивании раствора соли циркония (оксихлорид, сульфат или ни рат) с концентрацией ZrO 0,050,2 мол/л и 0,4-4,0 М раствора едко натра при соотношении реагентов(мол ном): NaOH ,9-2, 2 .Гель имеет рН осаждения 3,3-7,2 в зависимостиот наличия свободной кислоты в исходно соли циркония. При таком осаждении получаются гели, хорошо оводненные, с развитой пространственной сеткой из коллоидных частиц размером 30-70 Гелю дают созреть 2-4 ч, подверг ют шестикратной промывке от электро лита, сгущают на фильтре в 1,5-2 ра за и подвергают замораживанию при (-5)-(-15с} в холодильной камере. После оттаивания гранулированный продукт классифицируют на партии необходимого зернения, помещают в тару и хранят под слоем обессоленно вфды, либо подвергают высушиванию на воздухе при комнатной температуре или при умеренном нагреве (не вы uie ..) , хранят и используют воздушно-сухой продукт. В результате обработки замораживанием получают стекловидные полупрозрачные механически прочные гранулы более крупного зернения (выход продукта зернением 0,4-1,5 мм составляет 6582 мас.%) .. По данным химического и термического анализов в сорбенте содержится большее количество химически связанной, воды, воздушцо-сухой сорбент имеет брутто-состав 2г Ог(0,6-1,2) На о. Часть химически связанной воды начинает удаляться при нагреве caianiie , Большая часть химически связанной воды представлена гидроксильными группами, участвующими в анионном обмене. Все формы химически связанной воды разрыхляют внутреннюю структуру коллоидных частиц гидроксида циркония, в результате чего она становится проницаемой для copбиpye даx ионов. Высокая дисперсность исходных гелей препятствует старению сорбента, ухудшающего его свойствапри хранении и эксплуатации. Пример 1.К10лО,1М раствора оксихлорида циркония наливают в течение 5-10 мин 2 л 1 М раствора едкого натра при интенсивном перемешивании до достижения рН смеси . Образовавшийся при этом, гель выдерживают 4 ч для созревания, разбавляют дистиллированной водой до 20л и после сгущения геля отстаиванием до 10 л в течение 0,5-1,0 ч. Затем осветленный раствор сливают. Эту операцию пролвлвки повтсЗряют б раз. Осветленный раствор после 6-ой промывки содержит 0,17 г/л хлористого натрия. Затем гель сгущают на фильтре до объема 6 л и помацают в холодильную камеру при на 36 ч. После оттаивания ползают 405 г влажного гранулированного продукта . При мер 2. 5лО,2М раствора нитрата циркония в течение 15 мин сливают с 5л 0,4 М раствора NaOH при интенсивном переманивании при рН в конце синтеза 7,2, Образовавшийся гель выдерживают б ч для старения, разбавля1от дистиллированной водой до объема 30л, после чего дают гелю отстояться до 10 л в течение 1-1,5 ч. Затем осветленный раствор сливают. Эту операцию повторяют 5 раз. Концентрация NaNOj в осветленном растворе после 5-ой промывки составляет 0,09 г/л. Затем гель сгущают до объема б,5 л и помещают в холодильную камеру при в течение 30 ч. После оттаивания получают 390 г влажного гранулированного продукта. Сорбент, полученный предложенным способом, имеет следукяцие характеристики:Удельная поверхность по методу тепловой десорбции аргона230 Удельный объем пор0,173 Истинная плотность2,510 г/см Размер первичных коллоидных частиц . в гранулах103 А Коэффициент распределения по бору54 мл/г Динамическая емкость по бору 86 мг Eg Од г сорбента. На гранулированных замораживание воздуш {о-сухих образцах была исслед вана сорбция бора в статических усл виях. Для этого в колбы емкостью 50 мл загружают по 0,2 г каждого об разца и заливают 20 мл насыщенного рассола (после естественного упаривания) залива Кара-Багаз-гол, имэощего следующий состав, мас.%: MaSOi 6,31 27,33 NaCP 0,29 КС 0,97 Ма(НСОз 0,66 ВаОз 5,52 г/л РН 4,93 ., Колбочки помещают на встряхивающее устройство на 24 ч, после чего определяют в них равновесную концентрацию бора (Ср) и рассчитывают сор бируемость (S3 мас.%) и коэффициент распределения (Кдв мл/г) по форму лам: СО-СР (Co-Cp)-V Компонент Na Mq Са Содержание 104,6 12,82 15 Для этого в колонки загружают по 5 г образцов зернением 0,4-0,63 мм. Через них пропускают нефтяную воду со скоростью 0,5 мл/мин (время конт та раствора с сорбентом 10 мин) до насыщения сорбентов бором. Затем бо вымывают раствором щелочи и снова проводят сорбцию бора. В табл. 2 приведены емкости по бору образцов гидрокс11да циркония в динамических условиях. где Со - исходная концентрация бора, г/л; Ср - концентрация бора в растворе после сорбции, г/л; т- навеска сорбента, г; V- объем раствора, мл; Ст - концентрация бора в сорбенте, г/л. В табл. 1 приведены данные по сорбции бора на образцах гидроксида циркония в статических условиях Результаты подтверждают, что наибольшей селективностью к бору o6Jjaдает натриевый сорбент, полученный по изобретению. Также проведено исследование сорбции бора в динамических условиях из маточного рассола, полученного естественным упариванием попутных нефтяных вод, перспективных для вьаделен я бора при их комплексной переработке следующего состава, се soi :) BgOa, 94,7 2,11 0,26 3,16. В 5-м цикле колонка с образцом 3 прекратила фильтровать из-за разрушения сорбента и опыт был прекращен. Согласно данным аммиачный. сорбент (№3) , полученный по прототипу, сорбирует бор не количественно. Его полная емкость невысока и быЬтро падает от цикла к циклу. Сорбент разр пизет™ ся. С натриевым же сорбентом никаких изменений при многоцикличном использовании не происходит, и его (ЕМКОСТЬ сохраняется высокой. Таблица 1

13{воздуш- 36,2 36,2

НС-сухой)

54,3 65,2

13{вла«ный) - велиичны ДОЕ (емкости до „- ПДОЕ (полные емкости) по Формула изобретения 1о Способ получения неорганического сорбента для извлечения соединений бора из растворов, включающий осаждение геля гидроксида циркония из водного раствора соли циркония в присутствии осадителя, гранулирование геля замораживанием и сушку полученных гранул, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности сорбента по отнсшению к бору и механической прочности, соответственно, осаждение ведут из раствора соли циркония с концентрацией

.108,0 121,0

78,0

75,0 скока); у в 1-м и 4-м циклах С, 05-0,20 мол/л при рН 3,3-7,2, а в .качестве осадителя берут раствор едкого натра. 2. Способ ПОП.1, отлича ющ и и с я тем, что в качестве соли циркония берут оксихлорид и нитрат циркония, в качестве осадителя 0,4-4,0 М раствор едкого натра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 401390 кл. В 01 J 1/22, 04.04.72. 2.Авторское свидетельство СССР № 449012, кл.С 01 В 35/00, 18.07.72,