Способ получения ионных сит

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 265866 Союз Советскими Социалистических Республик. Кл. В 0111/22 Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытийиорит ДК 661.183.12(088,8 Опубликовано ОЗ.Х.1973. БюллетеньДата опубликования описания 14,11,197 АвторыизобретениЗаявитель В. В. Вольхин и Г. В. Леонтьева ермский политехнический институ ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И спосоо учения присоединением заявкиИзобретение касается а полселективных ионных сит,Предлагаемый способ синтеза ионных ситзаключается в насыщении аморфной гидратированной двуокиси ма,рганца ионами 1 л+ 5с последующей термической обработкой при450 - 500 С или ионами 1 х 1 а+ с последующейтермической обработкой при 350 - 400 С. После термической обработии производят гидратацию водяным паром. 10В результате получены ионные сита, селективные к ионам 1 л+ или соответственно к ионам 1 х 1 а+, К+ и КЬ+,При таком способе легко осуществляетсясинтез ионных сит с заранее заданными определенными размерами ячеек. Возможно получение ионных сит, которые сорбируют толькоионы 1 л+ из растворов, содержащих соли натрия, магния и других элементов,Полученные ионные сита устойчивы в растворах кислот и щелочей достаточно широкого диапазона концентраций. На иих не действуют растворы гидроксидов любых щелочных элементов (испытания проведены в растворах с концентрациями до 1 н.) и растворы 2кислот окислителей (1 испытания проведены врастворах НМОз с конценпрациякмаи до 1 н,).Под действием растворов НС 1 вещества разру 1 шаются. В нейтральных и щелочных растворах хлоридов ионные сита устойчивы. 3 Ионные сита легко подвергаются регенерации, переходя в Н-форму под действием 0,1 н. растворов Н 1 х 10.Ионные сита устойчивы в Н-форме н полностью отпадает необходимость в использовании солей серебра для их обработки.Применение в качестве сорбентов ионных сит в Н-форме создает условия для очистки солей без их загрязнения какими-либо ионами.Ионные сита, приготовленные на основе двуокиси марганца, обладают хорошей кинетикой и обратимостью процесса сорбции. В динамических условиях легко осуществляется полный (100%-ный) переход ионного сита в Н-:форму с последующим замещением нонов водорода ионами сорбируемого элемента. Ионные сита выдерживают без разрушения многократное повторение циклов сорбция - элюи,рование.Ионные сита, приготовленные на основе двуокиси марганца, позволяют извлекать ионы 1.1+ из растворов, в которых содержание этого элемента можно изменять в любых пределах (в том числе, следовые количества). Одновременно с ионами 1 л+ в растворах могут содержаться соли щелочных, щелочноземельных элементов и магния в высоких концентрациях. Ионные сита, предназначенные для сорбции ионов 11+, почти не сорбируют ионы щелочных, щелочно-земельных элемен.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 тов и магния, поэтому элюирование лития 0,1 н. раствором НХОз позволяет получать раствор гидрата лития с содержанием соли натрия1,5%. Коэффициент разделения ионов 1.1+ и Ка+ может достигать таких величин, как 2 10 и более.При неполном насыщении ионами Е 1+ у ионного сита сохраняется Н-форма, независимо от содержания в растворе посторонних ионов, Поэтому при десорбции ионов 1.1+ всегда получается достаточно чистая соль лития,Ионные сита выдерживают многократную ,регенерацию. Раоочая обменная емкость ионных сит по отношению к ионам в зависимости от условий сорбции составляет 1,25 - 5,6 мг экв/г.Ионные сита, предназначенные для извлечения примесей щелочных элементов из солей рубидия и цезия, позволяют проводить следующие операции.Удаление ионов Ма+ и К+ из солей рубидия; Ионные сита одновременно с ионами Иа+ и К+ частично сорбируют ионы рубидия. Однако определенная часть ячеек, которым соответствует емкость - 1,1 - 1,2 мг экв/г, оказывается доступной только для ионов Ха+ и К+, Поэтому ионы КЬ+, независимо от концентрации соли рубидия в растворе, не препятствуют сорбции даже следовых количеств ионов Иа+ и К+. Путем простого пропускания ,растворов солей рубидия через колонку с ионным ситом удается понизить содержание в них примеси натрия и калия соответственно до 0,0025 - 0,05 вес. %.Удаление ионов Иа+, К+ и КЬ+ из солей цезия, Этот процесс проводится так же, как и очистка от примесей солей рубидия, Содержание в соли цезия примесей натрия и калия можно понизить до 0,0015 вес, % и примеси ,рубидия до 0,05 вес. %. Обменная емкость ионного сита при сорбции ионов Ха+ и К+ из солей цезия сопоставляет 1,4 - 1,5 мг экв/г, при сорбции ионов ЙЬ+=0,6 мг экв/г.П,р и м ер 1. Синтез ионного сита ИСМ.Подвергают взаимодействию 17,9 г КМп 04 (0,1 М раствор) и 2,3 л 3%-ного раствора НО. Получают золь МпО. Золь коагулируют действием 5,5 г КС 1. Полученный осадок отмывают четыре раза декантацией четырехкратными объемами воды. После отстаивания до 700 мл осадок, помещенный в металлический противень слоем толщиной 2 см, замораживают в холодильном шкафу при температуре - 5 С, Оттаивание замороженного осадка проводят на воздухе при комнатной температуре, Объем осадка после замораживания и оттаивания составляет 32 мл, Содержание МпО, в полученном продукте равно 268 г/л.Осадок помещают в стеклянную колонку с параметрами 70 смК 0,46 см. Через колонку с осадком пропускают следующие растворы: 0,1 н, НХОз (300 мл), вода (50 мл), 0,1 н. КаОН (500 мл) и вода (80 мл) .Осадок извлекают из колонки, осушают фильтровальной бумагой, помещают в охлажденную прокалочную печь, постепенно (на 10 /мин) нагревают до 470+ 10 С и выдерживают прои этой температуре в течение 3,5 час. После охлаждения осадок обрабатывают влажным паром, помещают в колонку и обрабатывают раствором 0,1 н. НМО (900 мл) и водой (90 мл). После промывки водой ионное сито ИСМв Н-форме готово к проведению процесса сорбции,В итоге процесса получено 10 г (на вес ,сухого вещества МпО) ионного сита, занимающего объем 12 мл.Испытания сорбента в колонке, проведенные путем многократного повторения циклов сорбции - элюирования, подтвердили его механическую устойчивость и обратимость процесса сорбции. Сорбция ионов 1.1+ из растворов с рН)12 приводит к использованию полной обменной емкости ионного сита до 4,75 мг экв/г, но от цикла к циклу возможно уменьшение величины емкости на 2 - 3%. При сорбции из растворов с рН(12 используется только часть обменной емкости ионного сита, составляющая 1,25 мг экв/г, но эта величина остается без изменения при длительной работе сорбента в колонке (испытания в течение 26 циклов). Пр,имер 2, Синтез ионного сита ИСМ.При взаимодействии 17,9 г КМпО (0,1 М ,раствор) и 2,3 л 3% (об.) раствора Н,О, получают золь МпО, После коагуляции золя под действием 5,5 г КС 1 получен осадок, ко. тарый отмывают четыре раза путем декантации четырехкратными объемами воды, После отстаивания до 700 мл осадок помещают в металлический шкаф при температуре - 5 С. Отталкивание замороженного осадка проводят на воздухе при комнатной температуре. Объем после замораживания и оттаивания составляет 32 мл. Содержание МпО в полученном веществе равно 268 г/л.Осадок помещают в стеклянную колонку с параметрами 70 смК 0,46 см, Через колонку с осадком пропускают следующие растворы: 0,1 н. НМОз (300 мл), вода (50 мл), 0,1 н. ХаОН (600 мл) и вода (90 мл). Осадок извлекают из колонки, осушают фильтровальной бумагой, помещают в охлажденную прокалочную печь, постепенно (на 10 град/мин) нагревают до 400+.10 С и выдерживают при этой температуре в течение 4 час. После охлаждения осадок обрабатывают влажным паром, помещают в колонку и обрабатывают ,раствором 0,1 н, НМОз (1000 мл) и водой (100 мл), Помысле промывки водой нонное ситг ИСМв Н-форме готово к проведению сорб. цнии.В итоге процесса получено 10 г (на вес сухого вещества МпО) ионного сита, занимающего объем 12,5 мл.265866 Предмет изобретения Составитель Г. Русских Техред Т, УсковаЗаказ 195/18 Изд.73 Тираж 678 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. Ф 5Типография, пр. Сапунова, 2 Способ получения ионных сит на основе двуокиси марганца, селективных к ионам .1+ или к ионам Иа+, К+ и КЬ+, отличающийся тем, что аморфную гидратированную двуокись марганца насыщают соответственно ионами Е 1+ с последующей термической обработкой при температуре 450 - 500 С или ионами Ка+ с последующей термической обработкой при 5 350 в 4 С и дальнейшей гидратацией водяным паром.