Способ получения неорганического анионообменника

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН 4 В 01320 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР(53) 661. 183. 12(088. 8) (56) Авторское свидете Р 1125043, кл. В 01,УАвторское свидетель 9 1189497, кл. В 01 7 А. Онори ьство СССР О/08, 1983, тво СССР О/08, 1984. ЕОРГАНИЧЕСКО осится к химичесретно к получению влечемокой,ляхитов для и ров анионо о в химиче РОН-фор- Свором ругих от чистки о нных(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНГО АНИОНООБМЕННИКА (57) Изобретение от кой технологии, кон неорганических анно ния из водных раств жет быть использова металлургической и промышленности для,80143528 примесей производственных растворов и сточных вод и позволяет в 3-5 раз повысить их химическую устойчивость при сохранении сорбционной емкости. Сущность способа заключается в совместном осаждении гидроксидов алюминия (111) и вольфрама (71) или циркония (17) при рН 6-9 и ионном соот" ношении в растворе А 1 (Т 1 Т): И Я 1)1:0,03-0,14 или А 1 (Т 11)й 2 п (17)" 1:0,02-0,12, промывке образовавшегося осадка водой, в его гранулировании с последующим переводом гранулированного осадка в сульфатную форму контактированием с 0,25-0,35 или 0,15-2,5 н. раствором НЯО и его прокаливанием в данной форме при 500-600 С в течение 4-6 ч. Перед использованием анионообменника в со бционном цикле его переводят вму обработкой 0,1-0,2 н. растИаОН. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.Изобретение относится к химической технологии, а именно к получениюнеорганических ионообменных материалов на основе гидроксида алюминиядля извлечения иэ водных растворованионов, и может быть использованов химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки от ионных примесей производственных растворов и сточных вод,Цель изобретения - повьппение химической устойчивости анионообменникапри сохранении его обменной емкостиПример 1. В Э л 0,1 М раствора На 1 А 1(ОН) 3 растворяют заданноеколичество ЫаМО обеспечивая ионноесоотношение в растворе А 1 (ТТТ)Ъ 7 (7 Т) щ 0,03-0,14. В полученныйраствор вливают 0,2 н. раствор НС 1, 20осуществляя непрерывное перемешиваиие, Конечное значение рН суспензииподдерживают на уровне 6-9, Осадокпромывают водой до остаточного содержания в маточном растворе ионов натрия 0,08-0,1 г/л и отделяют от раствора. Полученную пасту наносят слоем5-10 мм на рифленую поверхность сразмерами бороздок Эх 5 мм и высушиваоют в сушильном шкафу при 100-110 С 30до постоянного веса. Высушенньп материал измельчают и просеивают,Фракцию осадка с размером частиц0,5-1,0 мм помещают в ионообменнуюколонну, где обрабатывают 0,25-0,35 нраствором НБО до полного насьпценияматериала сульфат-ионами, Затем оса"док извлекают из колонны, подсушиваютна воздухе и прокаливают в муфельнойпечи при 500-550 С в течение 4-6 ч. 40После охлаждения материал представля"ет собой готовый продукт - неорганический анионообменник, основную Фракцию которого составляют гранулы сразмером 0,4-0,8 мм, После десорбции 45сульфат-ионов (обработка 0,1-0,2 н,раствором ЖаОН) анионообменник готов .к работе в сорбционном цикле. Пример 2, В 3 л 0,1 И раствора А 1 С 1 при интенсивном перемешивании вливают 0,2 н. раствор ЖаОН, содержащий заданное количество БаЮ, обеспечивая ионное соотношениеА 1 (ТТТ) : И (7 Т)1:0,03-0,14. Ко 55 нечное значение рН суспенэии поддерживают на УРовне 6-9. Дальнейшую обработку выделившегося осадка ведут по примеру 1. В табл. 1 показано влияние условийполучения анионообменника на основегидроксидов алюминия и вольфрама наего сорбционные свойства и химическуюустойчивость,П р и м е р 3. В 3 л 0,1 М раствора А 1 С 1 З растворяют заданное количество ЕгС 1, обеспечивая ионное соотношение в растворе А 1 (ТТТ):Ег (Т 7)щ0,02-0,12. В полученный при перемешивании раствор вливают 0,2 н. Раствор ИаОН до конечного значения РНсуспензии 6-9. Осадок промывают водой,высушивают и гранулируют по примеру1, затем в колонне обрабатывают 0,150,25 н. раствором серной кислоты дополного насыщения материала сульфатионами. Затем осадок извлекают изколонны, подсушивают на воздухе ипрокаливают в муфельной печи при 550600 С в течение 4-6 ч. После охлаждения материал представляет собой готовый продукт - неорганический анионообменник, основную фракцию которого составляют гранулы с размером 0,40,8 мм, После десорбции сульфат-ионов(обработка 0,1-0,2 н. Раствором.НаОН)анионообменник готов к работе в сорбционном цикле,П р и м е р 4. В Э л 0,1 М раствора Яа 1 А 1(ОН) при интенсивном перемешивании вливают 0,2 н. растворНС 1, содержащий заданное количествоЕгС 1, обеспечивая ионное соотношениеА 1 (ТТТ) : Ег (ТЧ) 1:0,02-0,12, Конечное значение РН суспензии поддерживают на уровне 6-9. Дальнейшую обработку выделившегося осадка ведутпо примеру 3.В табл. 2 показано влияние условийполучения анионообменника на основегидроксидов алюминия и циркония наего сорбционные свойства и химическуюустойчивость.П р и м е р 5 Проводят сравнительные испытания синтезированныханионообменников и ионитов, полученных известным способом, Условия испытаний: динамический режим, размерыколонок 0,6 см х 20 см, навеска сор 2бента 5 г, сорбтив - 0,1 н, растворНС 1 или НЯО, элюент - 0,2 н. раствор ИаОН, скорость фильтрации растворов через колонки 2-4 уд. об/ч.В табл. 3 приведены результаты пяти циклов работы анионообменников,полученных известным и предлагаемымспособами.3 1435Полученным неорганическим анионообменникам рекомендуется присвоить товарную марку: ААВ- анионит на основе алюминия и вольфрама, первая модификация; ААЦ- анионит на осно 5 ве алюминия и циркония, первая модификация.Как видно из табл. 3 предлагаемый способ позволяет получить сорбенты с более высокой химической устойчивостью при работе в сорбционном цикле: его потери в 3"5 раз ниже, чем у сорбента, полученного известным способом. При этом анионообменная ем кость материалов имеет практически одинаковую величину. 281 201. Способ получения неорганического анионообменника, включающий соосаждение гидратированных оксидов Таблица 1 Температура Потери сорбента эа один цикл работы,мас,% АнионообменКонцентрацияИ 80,при переводеосадкав сульфатнуюФорму Продол- кительрН осаждениягидроксидов Температура гра- иулирования Гидроксидного осадка, С Ионное Условия ная емкостьв 0,1 н, растворах кислот,мг-экв /г соотношениее Ь (ЧТ):А 1 (111) врастворепри осавдении гидроксидов получения гидроксиднбго.осадка попримеру ность прок аливания прок вливания,осадка в сульФатной ноно обменной Форме, С НСТ Н 80 0,03 48 1,2 1,53,8 4,2 3,6 3,9,0 О,9 О,500 9,0 0,10. 52 О,550 О,ЭО 9,0 0,45 Растворилось 22% осадк 3,0 100 6,0 1,2 0,2 0,0 530 4,1 3,8 Оъ 5 0,4 0,14 550 6,0 30 2,8 3,5 О,40 Растворилось 9 Е осадк 105 Формула изобретения алюминия и цветного металла при рН 6-9, их промывку, сушку и гранулирование, отличающийся тем, что, с целью повышения химической устойчивости при сохранении обменной емкости, соосаждают оксиды алюминия и вольфрама при ионном соотношении А 1 (111)11 (Ч 1) = 1:0,03-0,14 илн оксиды алюминия и циркония при ионном соотношении А 1 (111) : 2 г 1 Ч)1 : 0,02-0,12, а после гранулирования оксиды переводят в сульфатную форму и прокалквают при 500"600 С. 2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что оксиды алюминия и вольфрама или алюминия и циркония переводят в сульфатную форму контактированием соответственно с 0,25-0,35 или 0,15-0,25 н. растворами серной кислоты, а их прокаливание ведут 4-6 ч.1435281 Таблица 2 Продол" кительАиионообменная емкостьв 0,1 и. растворах кислот,мг-экв/г КонцентТемпературапрокаливаиия рн осаждениягидроксидов Условия получе" ность ния гидроксидногоосадка лопримеру прокаливания,НС 1 НРО 096 5, 1 5,2 105 0 1 О 4503 О 0,40 0,15 . 550 6,0 105 0,20 0,32 4,0 580 100 0,20 110 0,75 600 5,0 8,0 0,12 100 0,35 Растворилось 772 осадка -4,5 5,7 5,7 0,30 110 О, 18 560 6,0 5,5 5,5 0,20 О 22 590 0,25 600 7,5 4,9 5,0 О, 18 100 7,0 О,О 100 0,35 Растворилось 7,53 осадка 7 О О, 10 Таблица 3 Анионообменная емкость в О,1 н. растворе кислоты, мг-зкв/г Способ полученияанионообменника Потери сорбента за один цикл работы,мас.Й Предлагаемый (ААВ) 3,4"4,1 Известный (ААВ-О) , 4,1-4,5 Предлагаемый (ААЦ) 5,3-5,6 3,5-4,2 0,4-0,61,4-1,8 0,2"0,4 1,2-1,4 4,0-4,4 5,4-5,7 5,8-6,4 Известный (ААЦ) 5,7-6,4 Составитель Т. ЧиликинаРедактор А, Козориз Техред М.Иоргентал Корректор Л. Патай Эаказ 5582/6 Тираж 519 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5 хПроизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 Ионноеотношение Ег (1 Ч)Л 1 (111) врастворепри оселденни гидроксидов 0,02 6,0 0,02 6,0 0,08 7,0 0,12 8,0 0,06 9,0 0,06 9,0 Температура гра- нулирования гидроксидногоа, осадка, С рацияпри переводеосадкав сульфати уформу осадка в сугьфатной ионообменнойа Форме, С 5,5 5,7 5,4 5,6 5,3 5,4 Потери сорбента эа один цикл работы,мас, Й