SU1058611A1 - Способ получени неорганического сорбента на основе гидроксида циркони - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГА1ЯИЧЕСКОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИДА ЦИРКОНИЯ, включающий осаждени  гел  гидроксида циркони  из водного раствора его соли щелочиым реагентом, его прошвку, сгущение, криогранул цию и сушку полученных гранул, отличающийс  тем, что, с целью повышени  сбрбционной емкости готового продукта по бору из солевых сред, осаждение ведут в две стгщии: сначала до рН 3,5-5,0, затем до рН 8,0-11,5 с промежуточной выдержкой гел  в течение 15-60 мин. г (П С

Description

о ел эо э Изобретение относитс  к спосо бам получени  неорганических сорбен тов и может быть использовано при синтезе селективных ионитов дл  извлечени  соединений бора из приро ных и сточных вод, из контурных вод  дерных энергетических реакторов и при опреснении морской воды. Известен способ получени  неорга нического, селективного к бору сорбента путем осаждени  гел  гидрокси да циркони  из раствора его оксихло рида водным раствором.(25%) аммиака с посл.едук цей его гранул цией замораживанием (криогранул цией), отта иванием и сушкой ij. Недостатками данного способа  в л ютс , низка  ионообменна  емкость полученного по нему .сорбента по бору и его низка  механическа  прочность (сорбент выдерживает не более 4-х циклов сорбции-десорбции). Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ получени  неорганического сорбента на основе гидрокси да циркони , включающий осаждение гел - гидроксида циркони  из водного раствора его соли щелочным реагенто его промывку, сгущение, криогранул цию и сушку полученных гранул. По данному способу из 0,050 ,20 моль/п (по цирконию) растворов оксйхлорида или нитрата циркони  осаждают 0,,0 моль/п растворомедкого натра гель гидроксида циркони , причем осаждение ведут при рН 3,3-7,2, затем гидрогель отмывают от избытка электролитов водой.у сгущают на фильтре в 2 раза, поД .эергают криогранул цйи при -5-20 с; затем оттаиванию и, в заключение, высушивают. Полученный сорбент имеет высокую селективность при извлечений бора из природных вод (значение статичес кой обменной емкости (СОЕ) i38 мГ сорбента) и его физико-химические характеристики по вол ют проводить до 40 полных сорбционных циклов :21, Недостатком этого способа  вл етс  относительно невысока  сорбционна  емкость гидроксида циркони  по 6opiy из солевых сред. Целью изобретени   вл етс  по- . вышение сорбционной емкости готового продукта по бору из солевых сред. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  неорганического сорбента на основе гидр эксида циркони , включающему двухстадийное осаждение гел  гидроксида циркони  из водного раствора его соли щелочным реагентом , его npONUBKy, сгущение, криогранул цию и сушку пoлyчeнн Jx гранул , осаждение ведут в две стадии: сначала до рН 3,5-5,0, затем до рН 8,0-11,,5 с промежуточной выдержкой гел  в течение 15-60 мин. Технологи  способа заключаетс  в следующем. В реакторе, снабженном мешалкой, провод т смешивание 0,05-0,2 моль/л растворов оксйхлорида или нитрата циркони  с 0,4-4,0 моль/л раствора едкого натра до достижени  рН 3,55 ,0. При этом, как было установлено , получё1ютс  наиболее активные первичные частицы (размером 30-70А), которые обуславливают в конечном итоге повышенную сорбционную емкость полученного продукта. Затем гель выдерживают в этом интервале рН без перемешивани  15-60 ин и в негодобавл ют гидроксид натри  до достижени  рН 8-11,5, досле чего его сушат на фильтре в 2 раза и подают на криогранул цию. После этого слитки замороженного продукта оттаивают, отдел ют гранулы сорбента от вод и высушивают при комнатной температуре. Оптимальность приведенного режима осаждени  гидрогел  иллюстрируетс  данны1ии табл. 1 и 2. В табл. 1 отображено вли ние рН осаждени  на конечные свойства получаемого сорбента-статическую обменную емкость (СОЕ) и количество ввдерживае1иых циклов до разрушени  50% гранул сорбента в услови х кип щего сло  (п ). Таблица 1

3,3 5,0 5,8

Прототип 7,2

5 8 40

40

Как видно из данных табл.1,только 25; в табл. 2 приведены СЮЕ и п при осаждение в 2 стадин образцы 6-12 при- различной длительности выдержки гввод т к получению сорбентов обладакицих л , осажденного на первой стадии одновременно высокой обменной емкостью : при рН 4,0 идоводимого на второй и физико-химической устойчивость). стадии до рН 10,0, Образец, I Врем  выдержки, мин СОЕ, мг BjOj/r сорбента 1 п, шт.

Как видно из данных тйбл. 2, оп .тимальным временем выдержки  вл }етс  интервал 15-60 мин. При выдержке менее 15 мин (образцы 1 и 2) структура гел  не успевает сформироватьс , что приводит к ухудшению ионообменных характеристик сорбеита , при времени выдержки более 60 мин {образцы 6 и 7) заметно сказываетс  фактор старени  гел , обусловленный его оксол цией, что также приводит к ухудшению ионообменных свойств сорбента.

Пример 1. К 400 л 0,1 моль/л раствора ZrOClj, при пере мешивании добавл ют 180 л

Продолжение табл. 1

Таблица2

0,4 моль/л раствора NaOH до достижени  рН 3,5. Гель выдерживают в реакторе при выключенной мешалке is мин, после чего при .перемешивании в него добавл ют еще 50 л

0,4 моль/л раствора НаОН до рН 11,5, подают в сгуститель и 6 раз отмывгиот декантацией порци ми по 600 л дистиллированной воды. Средн   скорость отстаивани  гел  составл ет

0,78 м/ч. Затем гель сгущают на фильтре в 2 раза и подают на криогранул цию . После криогранул ции слитки замороженного продукта оттаивают , отдел ют гранулы сорбента от

воды, подвергают классификации по классу 0,4 мм и (| ракцию +0,4 мм вы шивают на воздухе при , получа товарный сорбент. При испытании со бента на природных водах, содержащих 2,44 г/л BjOj и 200 г/л суммы солей с РН 8,9 при отношении раствор: сорбент, равном 100 эа 24 ч, СОЕ 100,0 мг B-Oj/r сорбента. Пример 2. К 400 л 0,1 моль/л раствора ZrOCIy при перемешивании добавл ют 0,4 моль/л раствора NaOH до достижени  рН 5,0, выключают мешалку и гель выдерживают 60 мин, после чег в него при перемешивании добавл ют еще 30 л 0,4 моль/л раствора NaOH до рН 8,0, подают в сгуститель и 6 раз отмблвают дистиллированной водой порци ми по 600 л. Средн   скорость отстаивани  гел  составл ет 0,68. . Затем гель сгущают на фильтре в 2 раза и подают на криогранул цию . После оттаивани , классификации и сушкк получают товарный сорбент , который при испытани х, идентичных примеру , 1 показал СОЕ 108,7 мг BjOg/r. Технико-экономический эффект предложенного способа обусловлен значительным повышением качества получаемого продукта вследствие увеличени  СОЕ по BjO на 18-41% и интенсификации процесса его получени .

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ГИДРО

   КСИДА ЦИРКОНИЯ, включающий осаждения геля гидроксида циркония из водного раствора его соли щелочным реагентом, его промлвку, сгущение, криогрануляцию и сушку полученных гранул, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости готового продукта по бору из солевых сред, осаждение ведут в две стадии: сначала до pH 3,5-5,0, затем до pH 8,0-11,5 с промежуточной выдержкой геля э течение 15-60 мин.