Способ получения гранулированных неорганических сорбентов на основе фосфатов металлов IY группы Советский патент 1982 года по МПК B01J20/06 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к синтезу неорганических.сорбентов, и может быть использовано при получении селективно поглощающих радиоцезий ионообменников.

Известен способ получения неорганических сорбентов на основе металлов 4-ой группы, в частности титана, циркония, тория, анионный остаток которых состоит из фосфора (V), ванадия (У), вольфрама (1У) или мышьяка (v) l

Недостатком данного способа является его относительно малая селективность по отношению к ионам тяжелых щелочных металлов.

Наиболее близким к предлагаемому ПО технической сущности и достигаемому результату является способ получения гранулированных неорганических сорбентов на основе фосфатов металлов 1У группы, включающий обработку свежеосажденных сферических гранул геля гидроксидов этих металлов водорастворимыми фосфатами с. последующей отмывкой и сушкой полученного продукта. По данному способу получают неорганические фосфорсодержащие катиониты, обладающие

собностью поглощать ионы металлов из кислых растворов 2 ,

Недостаток данного способа заключается в том, что полученные по сорбенты характеризуются относительно малой обменной емкостью по отношению к цезию, особенно в кислых средах, а также гидролитической устойчивостью.

10

Цель изобретения - создание способа получения гранулированных неорганических сорбентов на основе фосфатов металлов группы, обладающих повьиденной обменной емкостью по

15 отношению к цезию, а также гидролитической устойчивостью.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения гранулированных неорганических сор20бентов на основе фосфатов металлов ГУ группы свежеосажденные сферические гранулы геля гидроксидов этих металлов предваоительно обрабатывают растворами ферроцианидов щелочных

25 металлов.

Ферроцианиды щелочных металлов берут в количестве, обеспечивающем их содержание по отношению к фосфору, равное 0,06-9,3 моль.%, затем

30 ведут обработку водорастворимыми фосфатами, отмывку и сушку получен ного, продукта. Технология способа состоит в сл дующем. Проводят получение сферических гранул окислов металлов р группы на основе аниондефицитных золей эт металлов. Затем свежеосажденные (содержащие 70-90 вес.% воды) гран лы обрабатывают подкисленными раст ворами ферроцианидов щелочных метал лов. Обработку ведут в статических условиях при непрерывном перемешива нии. Оптимальным является использование 0,4-0,5 моль/л растворов ферр цианидов (ФЦ) в 1 моль/л соляной ки лоте при соотношении фаз Т:Ж-1:4-5 для обеспечения в дальнейшем оптимального содержания ФЦ в составе со бентов по отношению к фосфору. Зате гранулы отделяют декантацией от раствора ФД, промывают дистиллированной водой и обрабатывают водорастворимыми фосфатами,например 0,1 0,3 моль/л раствором фосфорной кислоты, промывают водой от избытка фосфат-иона до рН ii 4, сушат при lOO-llO c. Получают смешанный сорбент, содержащий ферроцианиды и фос фаты металлов fV грыппы при их соот ношении в составе, равном 0,069,3 моль.%. Данное отношение является оптима ным, так как оно обеспечивает и повышение обменной емкости сорбентов по отношению к цезию, и повьшюние их гидролитической устойчивости. Пример 1. Сферические гран лы гидроксида титана, полученные золь-гель методом, с содержанием воды 89% обрабатывают раствором 0,5 моль/л K feCCN) в 1 моль/л соляной кислоте при соотношении твердого к жидкому Т/Ж-1/4 в течение 24 ч (в статических условиях при периодическом перемешивании). Затем гранулы отделяют декантацией, промывают дистиллированной водой и заливают раствором фосфорной кислоты 0,1-3 моль/л, спустя 24 ч гранулы отделяют от раствора и отмывают от фосфат-ионов водой до рН 4. Полученные сорбенты высушивают при получая сферические гранулы рьлмером 0,5-0,8 мм. Для сравнения синтезируют образцы фосфатов титана по способу-прототипу, минуя стадию обработки ферроцианидами. Результаты по сорбционньш свойствам различных образцов фосфатов титана по отношению к цезию приведены в табл. 1. Пример 2. Проводят получение сферических гранул сорбентов на основе фосфата циркония, содержащих ФЦ в количестве О , 06-39,5 моль.% по отношению к фосфору. Сорбционные свойства сорбентов на основе фосфора циркония, содержащих ФЦ по отношению к цезию приведены в табл. 2, Пример 3. Определяют гидролитическую удтойчивость сорбента на основе PTi и полученного по предлагаемому способу (содержащего 6,1 моль.% ФЦ), в сравнении с аналогичным, но без ФД. Для этого навески сорбентов при соотношении фаз Т:Ж-1:40 контактируют с щелочными кислыми растворами разной концентрации в течение 10 сут и определяют равновесную концентрацию фосфора в растворах. Анализ показывает, что фосфор вымывается из состава сорбента, содержащего ФД в 5-7 раз менее интенсивно, чем из обычного PTi, Как видно из представленных данных, предлагаег/мй способ позволяет получать сорбенты, обладающие лучшими сорбционными характеристиками по отношению к цезию (в 1,5-1,7 большей обменной емкостью, чем известные сорбенты), а также более гидролитически устойчивыми в водных растворах щелочей и кислот. Технико-экономический эффект предложенного способа обусловлен повышением эффективности очистки сточных вод от радиоцезия при исользовании смешанных сорбентов а основе фосфатов металлов, соержащих ФД. Способ может быть использован технологии получения селективных еорганических сорбентов для испольования их в жестких режимах экслутации. Таблица 1

СН,РО, при Обра-30 ботке, моль/л 1, Мольное отношение Fe(CN)/P в сорбенте, % ОО Обменная емкость в 1 моль/л HNOj. 0,295+0,0060,232iO,002 моль/кг 0,11,0 3,0 19,3 2,3 0,81 0,2144-0,004 0,356+0,008 0,428+0,010 Формула изобретения 1. Способ получения т ранулированных неорганических сорбентов на основе фосфатов металлов Jj группы, включающий обработку свежеосажденных сферических гранул геля гидроксидов этих металлов водорастворимыми фосфатами, отмывку и сушку полученного продукта, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повы шения обменной емкости по отношению к цезию, а также гидролитической устойчивости, гранулы геля гидрокси дов предварительно обрабатывают растворами ферроцианидов щелочных металлов. 2. Способ по п. 1, отличают и и тем, что ферроцианиды щелочных Металлов берут в количестве , обеспечивающем их содержание по отношению к фосфору, равное 0,069,3 моль.%, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3332737, кл. В 01 J 20/00, 1967. 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2824594/23-26,, кл. В 01 J 20/06, 1979 (прототип).