Способ получения аморфного фосфата циркония

Союз Советских Социалистических 9 еспубпик)М. Кл.В 01 1 20/О С 01 В 25/2 исрелинением заявки Рй 23) Приоритет- Опубликовано 23, 10. 82Бюллетень М 3 3 Ьоударственвй квинте СССР оо делам изобретений н открытнйДата опубликования описания 2310 Г1-ф-.,;ц"ц щ .Ф. Уикавый-(7 оры хабловский, В,Ко и зоб етенн ордена Трудового Красного 3 амени ный университет им. В. И, Ленина.(71) Заявитель елорусск осударст Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ФОСФАТА ЦИРКОНИ б чеония,водофосфорлочно и о оздаФЦ,иизобретениюи и достигаемоИзобретение относится к с неорганических ионообменных лов, конкретно к аморфному Ф циркония (,ФЦ ), которые могут пользованы в качестве термоационностойких сорбентов для центрирования и разделения р ных ионов, например Сз 137 илОдним из свойств, характер неорганические ионообменные лы, является гидролитическая ность. нтезаматериасфатубыть иси радикон- зличи РЬ 87изующихматериастабиль Известен способ получения гидроли тически устойчивого ФЦ, обладающего кристаллическим строением1.Недостаток способа заключается в том, что синтезируемые по нему ибнообменники вследствие ионситового эффекта практически не сорбируют ионы тяжелых щелочных металлов из кислых и нейтральных раствороНаиболее близким к,по технической сущност 2му результату является спос ния аморфного фосфата цир включающий взаимодействие растворимой соли циркония с ной кислотой или фосфатом щ металла с образованием осадка в аде гидрогеля, его выдержку для созревания с последующей отмывкой и сушкой полученного ксерогеля. Полу чившиеся по данному способу сорбенты селективно поглощают ионы Сз и ЙЬ из растворов с рН823.Недостаток данного способа состоит в том, что синтезируемые по нему сорбенты обладают малой гидролитической устойчивостью в нейтральных. и слабощелочных средах. Контактирование их с растворами, имеющими рН 8-9, приводит к необратимой потере сорбентом фосфат-ионов.Целью изобретения является с ние способа получения .аморфного обладающего повышенной гидролит ческой стабильностью.96754 Поставленная цель достигается согласно способу получения,аморфного ФЦ, включающему взаимодействие водо- растворимой соли циркония с фосфорной кислотой или фосфатом щелочного металла с образованием осадка в виде гидрогеля, его выдержку для созревания, последующую отмывку и сушку полученного продукта,гидрогель подвергают гидротермальной обработке в во де при 100-150 С в течение 5-7 ч.Технология способа состоит в следующем.Смешивают азотно- или солянокислые сОли циркОния с форсфорнОЙ кислОТОЙ 15 или фосфатами щелочных металлов. После образования осадка в виде геля его выдерживают для созревания 2-3 ч, затем полученный гидрогель промывают до слабокислой реакции промывных вод 20 и подвергают гидротермальной обработке в воде при 100-150 С в течение 5-7 ч. Данную операцйю проводят в тефлоневой ампуле, в которую помещают гидрогель ФЦ, заливают неболь шим слоем воды и затем помещают ампулу в автоклав. Температурные и временные интервалы обработки подбирают экспериментально, при меньшем времени и температуре не происходит З 0 достаточного увеличения гидролитической устойчивости, при больших происходит частичная перестройка структуры сорбента, сопровождающаяся потерей его селективности по отноше. нию к тяжелым щелочным ионам.Обработка в выбранных температурных интервалах сорбентов более 7 ч не приводит к улучшению физико-химических характеристик готового продукта.П р и и е р 1, К 2 л .0,2 М раствора 2 гО(ИО) по каплям при постоянном перемешивании прибавляют 2 л 0,4 М раствора Фосфорной кислоты, После смешения гель выдерживают для созревания под маточным раствором в течение 2 ч, а затем его промывают до рН 4 и фильтруют на воронке Бюхнера, 10 г полученного гидрогеля помещают в тефлоновую ампулу и заливают слоем воды так, чтобы вода лишь покрывала гранулы, Ампулу помещают в ав-" токлав и выдерживают при 150 С 5-, 7 ч. После автоклавирования получают гра 55 нулированный продукт с более высокой гидролитической стабильностью и с такой же механической прочностью 8 4Обменная емкость практически не уменьшается. Выход фосфат-ионов в растворв результате автоклавирования меньше 1, Отношение Р/2 г в твердой Фазесоставляет 1,57, Обменная емкость поиону калия при рН 8 составляет4,5 мг экв/г, по иону цезия5,1 мг экв/г, по иону лития4,2 мг экв/г, По данным рентгенофазового анализа полученный образецявляется рентгеноаморфным.П р и м е р 2. К 1 л 0,2 М раствора оксихлорида циркония приливают0,4 М раствор однозамещенного фосфата натрия, Гель отмывают методомдекантации до рН 3, отсасывают наворонке Бюхнера и помещают в тефлоновый стакан. Стакан помещают в автоклав и обрабатывают гель при100 С 7 ч. Обработанный продукт высушивают и заливают водой. Полученный образец по свойствам аналогичен:приведенному в примере 1,В таблице приведены сравнительныеданные концентраций Фосфат-ионов вравновесном контактирующем растворепри потенциометоическом титрованииФЦ в системе КС 1.-КОН (объем раствора 20 мл, навеска сорбента 0,2 г),полученные по предлагаемому и известному способам.Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет получать аморфный фосфат циркония с повышенной гидролитической стабильностью, а такжемеханической прочностью, Вместе стем, предлагаемый способ прост в исполнении, не требует больших энергетических затрат и дополнительногорасхода реактивов. Уменьшение количества растворимых фосфатов в равно.весном растворе по сравнению с полученным по известному способу, достигается образцом для автоклавированных материалов как в кислой, так ив щелочной области. Причем значениерН катастрофической деструкции ионита сдвигается приблизительно на единицу в сторону увеличения для модифицированного материала по сравне"нию с исходным, что для эффективнойработы сорбента в этой области имеет особо важное значение,Предлагаемый способ может найти применение при получении гидролитически устойчивого ФЦ для извлечения тяжелых щелочных металлов из слабо- кислых и слабощелочных растворов.967548 Концентрация Фосфат-ионов, ммоль/л, в способепредлагаемом рН известном 0,10 0,02 0,01 0,07 0,06 0,01 0,10 7 0,02 0,20 0,05 0 30 0,07 0,10 10 0,33 10,5%00 Катастрофическая деструкция образца. Формула изобретения Составитель Р, Пензин Редактор Н. Гунько Техред М, Гергель Корректор С. ШекмарЗаказ 7951/14 Тираж 583 Подписно" ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5Ъе Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 361. Способ получения аморфного ФосФата циркония, включающий взаимодействие водорастворимой соли циркония с фосфорной кислотой или Фосфатом щелочного металла с образованием осадка в виде гидрогеля, его выдержку для созревания с последующей отмывкой и сушкой полученного продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения гидролитической стабильности готового продукта, гидрогель перед сушкой подвергают гидротермальной обработке в воде при 100-150 С.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что гидротермальную обработку ведут в течение 5-7 ч. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. 3. 3 погц, Мас. СЬеа, 1964,26, р.117-119 2. Патент США йф 3056647,кл. С О 1 В 25/26, 1962 (прототип)