SU946647A1 - Способ сорбционного извлечени бора из растворов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способу извлечени  бора из растворов и может быть использовано в технологии его получени , а также в технологии очистки растворимых веществ от примесей бора. Известен сорбционный способ извлечени  бора из растворов с использованием органических ионообменников и сорбентов (ЭДЭ-Юп, АН-2Ф, АН-31, АВ-17, СБ-1 и де.) til. Недостаток способа состоит в том, что он не позвол ет достаточно полно извлекать бор из растворов сложного солевого состава ввиду слабой селективности органических ионообменников по отношению к ионам бора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ сорбционного извлечени  бора из растворов , включающий про.цессы многоцикличного контактировани  последних с неорганическими сорбентами на основе гидрюксидов металлов, элюирование бо ра щелочными растворами и его выделе ние из элюатов соединени ми одноили двухвалентных металлов с образованием труднорастворимых боратов эти металлов и маточного раствора. По данному способу извлечени  бора провод т путем пропускани  раствора через слой неорганического сорбента (криогранулировачной гидроокиси циркони ) , злюировани  бора 1н. раствором натриевой щелочи и последующего осаждени  бора из злюата сол ми или окисью кальци  в виде бората кальци  t2 . Недостаток этого способа заключаетс  в низкой степени пр мого извлечени  бора вследствие того, что в маточном растворе после осаждени  бората кальци  остаетс  значительное количество -растворенного .бора (около 2,5-3 г/л в пересчете на ВО), что приводит к образованию борсодержащих отходов. Цел|, изобретени  - повышение степени извлечени  бора из растворов, увеличение концентрации бора в элюатах и создание безотходной технологии бора. Поставленна  цель достигаетс  тем, способе сорбционного извлечени  бора из растворов, включающем многоцикличное контактирование . последних с неорганическ 1ми сорбентами на основе гидроксидов металлов, , элюирование бора щелочными растворами и его выделение из элюатов соединени ми одно- или двухвалентных металлов с образованием труднораствори мых боратов этих металлов и маточного раствора, последний от предыдущего цикла подвергают контактированию с сорбентом перед элюированием бора в последующем цикле. Технологи  способа состоит в следующем . Борсодержащий раствор пропускают через слой неорганического сорбента, в качестве которого используют гидроксиды металлов, например криограну лированный гидроксид циркони  или смешанные гидроксиды магни  и никел  Поглощенный бор элюируют раствором натриевой щелочи с концентрацией 1 г-моль/л. Из полученного элюата бор осаждают в виде малорастворимого бората металла, например кальци , магни  или натри . За счет частичной растворимости боратов металлов в маточном растворе остаетс  значительное количество ионов бора (2,7-2,8 г ).

Концентраци 

0,30 во;, г/л

ДОЕ/ мг 25,8

10,13

1,07

22,53

45,1

35,2

59,0 Данный раствор пропускают через слой сорбента перед операцией десорбции бора в последующем цикле работы сорбента, провод  его донасыщение бором, что, в конечном итоге, приводит к значительному увеличению степени извлечени  бора из растворов и его концентрировани  в элюатах . Возможность осуществлени  этой операции обусловлена способностью неорганических сорбентов на основе ZrOrj и гидроокисей Мд и Ni повышать обменную емкость по мере увеличени  концентрации ионов бора в растворах, поступающих на сорбцию. В табл.1 представлена зависимость значений динамической обменной емкости до проскока (ДОЕ) и полной динамической обменной емкости (ПДОЕ) от концентрации ионов ВО в растворе дл  сорбента на основе гидроокисей магни  и никел  с мольным отношением Mg-N ,8. Таблица 1 -зг

ПДОЕ, мг 32,5

После проведени  данной операции, котора  по времени занимает около 0,05-0,1 от времени прохождени  основной операции сорбции, десорбируют бор 1н. щелочными растворами и из полученного элюата выдел ют труднорастворимые бораты металлов, например кальци , магни  или натри .

Маточный раствор после отделени  осадка боратов металловнаправл ют на операцию донасыщени  сорбента перед элюированием бора в следукхцем цикле. -

47,3

62,0

84,2

Операци  донасыщени  занимает мало времени, так как объем оборотного маточного раствора составл ет лишь 4-10% от объема исходного раствора. В целом предлагаемый способ обеспечивает поступление в готовый продукт всего бора, сорбированного в каждом цикле из исходного раствора, и устран ет жидкие борсодержащие отходы.

Сравнительные данные по эффективности извлечени  бора из растворов известным и предлагаемым способами представлены в табл.2. 33,64,0733,7 Mq (OH) i (OH)b , (Mg:Ni)1,8),1

Пример 1. Через колонку с 10,8 -г ZrOf пропускают при рН 7,7 2,23 л природной веды следугацего состава, мг/л: Li 5,7; ,565; К 1978; Rb 0,68; 320 ;Са 5 52 О Sri 542; В 50 (ВО 177); С1 77600; Вг- 208; J 31,9; HCO 12,9

Раствор пропускают через колонку до полного проскока ионов бора в фильтрат (ДОЕ 33,6 мг ). Затем через колонку пропускают 0,085 л оборотного раствора, полученного в предыдущем цикле после осаждени  бората кальци  (концентраци  бора 2,83 г ПДОЕ 52,7 мг ). Десорбцию бора с сорбента провод т раствором состава г/л: NaOH 40 и , 1,14 (фракци  раствора после десорбции в предыдущем цикле с концентрацией по BO/i менее 2,5 г/л, концентраци  NaOH в нем доведена до 1н.)- Этот раствор в количестве 0,1 л пропускают через колонку со скоростью О , 8 м/ч В целевой фракции раствора объемом 0,088 л концентраци  бора составл ет 6,39 г , Оставшийс  бор вымывают из состава сорбента 1н. раствором NaOH (эту фракцию раствора используют дл  приготовлени  десорбирующего раствора, предназначенного дл  следующего цикла). Раствор целевой фракции нейтрализуют НС1 до рН 9,5, после чего провод т выделение из него бората кальци  известным методом путем добавлени  CaClrj и выдержки смеси в течение 48 ч дл  кристаллизации .

Количество выделенного бора сос .гавл ет 0,335 г в расчете на ВО, остаточна  концентраци  бора в матрчнике после отделени  соли 2,7 г . Раствор после осаждени  бората кальци  направл ют на повторную сорбцию бора в следующем цикле работы сорТаблица 2

бента. Выход бора в борат кальци  с учетом сорбции бора из основного и оборотного растворов составл ет .87,8% от его количества, поглощенного из природной воды.

Пример 2. Через 13 г сорбента , состав которого характеризуетс  мольным отношением Мд (ОН )-Ы i (ОН )п 1,86, со скоростью 2 м/ч пропускают при рН 7,8 3,5 л природной воды состава , аналогичного приведенному в примере 1, в котором концентраци  ВО составл ет 258 мг/л.

Раствор пропускают через колонку до полного проскока ионов бора в фильтрат (ДОЕ 30,5 мг ). Затем через коло-нку пропускают 0,085 л оборотного раствора, полученного в предыдущем цикле после осаждени  бората кальци  с концентрацией бора в нем 2,7 г , Общее насьощение сорбента ионами бората достигает 4.6,2мг . Десорбцию бора с сорбента провод т раствором состава г/л: NaOH 40 и 1,25 (фракци  раствора после десорбции в предыду дем цикле с концентрацией по ВО менее 2,5 г/л, концентраци  NaOH в нем доведена до 1н.). Этот раствор в количестве 0,1л пропускают Через колонку со скоростью 0,8 м/ч. В целевой фракции объемом 0,085 л. концентраци  бора составл ет 7,00 г В.. Оставшийс  бор вымывают из состава сорбента 1н, раствором NaOH, дл  десорбции затрачиваетс  0,10 л этого раствора, концентраци  во; в фильтрате 1,0 г/л (эту фракцию раствора используют дл  приготовлени  десорбирунадего раствора, предназначенного дл  следующего цикла).

Claims (2)

1. Затем по примеру 1 выдел ют борат кальци . Количество бора в нем составл ет 0,352 г в расчете на ВО, Ос52 ,76,3987,8 46,27,0089,0 1аточна  концентраци  бора в маточнике после отделени  соли 2,70 гВОл Раствор после осаждени  бората кальци  направл ют на повторную сорбцию бори в следующем цикле работы сорбен та . Выход б.ора в борат кальци  с уча том сорбции бора из основного и оборотного растворив 89%. Результат испытаний предлагаемого способа показывает, что он позвол ет извлекать бор из слабо концентрированных растворов, например , из ПРИРОДНЫХ вод, без их предварительной упаоки, ПРИ его использовании степень пр мого выхода бора в готовый продукт повышаетс  в 2,3-2,6 раза, а концентраци  6opai в элюатах - в 1,5-1,6 раза по сравнению с известным способом. Кроме того, он дает возможность практически полное ью устранить жидкие борсодержащие отхО ДЫ. . Предлагаемый способ может найти применение при извлечении бора из природных вод и рассолов, а также в технологии очистки различных растворов от ггримеси бора. Формула изобретени  Способ сорбционного извлечени  бора из растворов, включающий многоцикличное контактирование последних с неорганическими сорбентами на основе гидроксидов метсшлов, элюирование бора щелочными растворами-и его выделение из элюатов соединени ми одно- или двухвсшентных металлов с образованием труднорастворимых боратов этих металлов и маточного раствора ,, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  степени извлечени  .бора из растворов и его концентрировани  в элюатах, а также создани  безотходной технологии его выделени , маточный раствор от предыдущего цикла подвергают контактированию с сорбентом перед элюированием бора в последующем цикле. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Изв. АН Туркменской ССР. Сер. физ.-тех.,хим. и геолог, наук, 1977, -1, с.64-68.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 655413, кл. В 01 J 20/06, 1977.