Способ получения двойного фосфата циркония и щелочного металла

(19) 1 И) У 51) С 01 С 25 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Т"ХИНф;"Ф РВФбМНИВ:;.,С ТОР СКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ но/Рг Рд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1(21 ) 3435819/23-ф 26(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт тонкойхимической технологии им. М,В.Ломосова(56) 1. Патент ВеликобританииР 1476641, кл. С 1 А, 1977.2. Авторское свидетельство СССР 662491, кл. С 01 В 25/06, 19763. Патент ВеликобританииР .1499805, кл. С 1 А, 1978 (прототи(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЯНОГОФОСФАТА ЦИРКОНИЯ И ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА,включающий обработку твердого соединения циркония раствором фосфатащелочного металла, о т л и ч а ющ .и й с я .тем, что, с целью повышения сорбционной емкости продукта,в качестве исходных продуктов испольэуют оксихлорид циркония и фос.фат калия с мольным отношениемК/Р = 1,5-2,б и процесс ведут приконцентрации фосфатиона в растворе,равной 1,35-1,8 г ион/л.Изобретение относится к способамполучения двойного фосфата цирконияи щелочного металла, используемогов качестве сорбента для концентрирования микроколичеств элементов.Известен способ получения фосфата циркония путем обработки твердого цирконийсодеожащего соединения.раствором фосфорной кислоты с расходом фосфора 1,5-2,0 моль на мольциркония 11 .Однако способ позволяет получИтьфосфат циркония только в Н-форме,что требует для перевода в соединения с удовлетворительными сорбционными свойствами на основе двойногосоединения дополнительных операцийпо замещению протонов на ионы калия или натрия,Известен также способ получениядвойных фосфатов циркония и щелочного металла путем нагревания при620-820 С смеси хлоридов цирконияои щелочных металлов с последующейобработкой смеси фосфатом щелочногометалла в мольном отношении к хлориду щелочного металла, равном2:3 - 3 4 2.Однако способ многостадиен и требует использования высоких температур,Наиболее близким по техническойсущности и получаемому результатук предлагаемому изобретению являет-ся способ получения двойного фосфата циркония и натрия путем обработки основного карбоната или основного сульфата циркония раствором фос"фата натрия 3 . Полученный продукт имеет мольное соотношение Р/2 р = 1,8, что непозволяет с достаточной эффективностью сорбировать на нем из раст-.воров тяжелые металлы. Степень извлечения ртути и кадмия из.растворов, содержащих по 10 мкг/л этихэлементов составляет соответственно 73 и 38,Цель изобретения - повышениесорбционной емкости продукта,Поставленная цель достигаетсятем, что осуществляют обработкутвердого оксихлорида циркония раст.вором фосфата калия с мольным отношением К/Р = 1,5-2,5 и концентрацией фосфат-ионов в растворе, равной1,35-1,8 г ион/л.Попытки синтезировать указанныеФосфаты на основа других кристалли"ческих соединений циркония ( нитрат,дисульфат) приводят к образованиюизвестных замещенных дифосфатовциркония. Другие ацидосоединения,не обладающие кристаллической структурой основной сульфат, основной,карбонат), явдяются сферичеки непригодными для внедрения большого числа фосфато-групп в координационную сферу циркония,Соединения с соотношением Р/Ер 2,3.3,6 получены только при испольэо 5вании калийных солей и не образуютсянапример, при использовании натриевых.На чертеже приведена зависиМостьобразования фосфатов с соотношениемР/2 р 2,3-3,6.1 О Наличие максимума на кривой отражает экстремальный характер в изменении состава образующегося фосфатациркония, причем соотношениюР/Е 2,3"3,6 отвечает соотношение15 К/Р от 1,5-2,5, Синтезы приводят кполучению указанных фосфатов циркония лишь при использовании растворов в узком диапазоне концентрацийфосфата калия .и концентрации фос- фат-иона от 1,35-1,8 г ион/л. Син-теэируемые фосфаты чувствительны.к локальному выделению. соляной кислоты по реакции синтеза в такоймере, что буферные свойства раствора фосфата калия не обладают достаточными, компенсаторными свойствами при выходе, за оптимальное содержание фосфат-ионов в растворе.При содержании фосфат-ионов в растворе менее 1,35 гион/л отношениеР/Я не достигает значения 2,3 содновременным возрастанием содержа"ния в .твердой фазе Н -формы Фосфатациркония. При использовании раство-ров с концентрацией фосфат-иона35 свыше 1,8 м/л происходит освобождение значительных количеств солянойкислоты, уменьшение рН раствора и,как следствие, быстрое онижение соотношения Р/Ъ в конечном продукте.40 П р и м е р 1. Навеску оксихлорида циркония в.количестве 10 гобрабатывают при перемешивании икомнатной температуре 150 мл раствора,с концентрацией Фосфат-иона,равной 1,35 г ион/л, и отношениемК/Р = 1,5, время контактирования1 ч, Раствор приготавливают введением КОН в НР 04, причем количествощелочи отвечает нейтрализации1,5 г-экв иона водорода, что обеспечивает состав К 4 И Р 04, Полученныйфосфат цяркония отфильтровываюти промывают дистиллированной водой.анализ готового продукта: Р/Е 2,3;К/Е 1,5, а в пересчете на Формю,ффО 37 3 Р О 46 8 К О 9 4При использовании полученного про".дукта в качестве сорбеита иэ раство-.ров, содержащих по 10 мкг/л ртутии кадмия, степень извлечения состав 60 ляет соответственно 79 и 78. П р и,м е р ы 2-5. Процессипроводят по аналогии спримером 1,Результаты представлены в таблице,где такие приведены данные по сорб1043109 синтезированного предлагаеьым способом. цин ртути и кадмия, полученные наобразцах двойного фосфата циркония,I бци При- Исходный раствор Продукт Р/7,. по делам изобретений113035, Москва, Ж, Раушавшееевш шее ВШФее Ю вфилиал ППП фПатент, г. Ужгородее В.Нерул. Проектная, 4 Таким образо изобретения поз ной фосфат цирк телла с мольным 2,3-3,6, и теосуществление оляет получить двой ния и щелочного меотношением,Р/2 саум повысить чипоренко Корректор А. Пов