Способ получения гранулированныхсорбентов ha ochobe фосфатов илимолибдатов металлов 1у группы

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик пц841674 (61) Дополнительное к авт..свнд-ву —. (22) Заявлено 24. 07. 79 (21) 2814594/23-26 с присоединением заявки.%— (23) Приоритет— (5l)N. М(л.

В 01 J 19/04

Гааударатванный камнтет есер ао делам нза4ратаннй н аткрытнй

Опубликовано 30.06. 81 ° Бюллетень J% 24

Дата опубликования олнсания 30.06.81

{53) УДКб61 ° 183. .12(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Моисеев, Л.M. Шарыгин, В.М. Галкин, В.И. Барыбин, и В.П. Пышкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СОРБЕНТОВ

НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ ИЛИ МОЛИБДАТОВ МЕТАЛЛОВ

IV ГРУППЫ

Изобретение относится к способу получения гранулированных сорбентов на основе соединений металлов четвертой группы и может быть, использовано в ионообменной технологии, преимущественно в условиях повышенных физико-механических нагрузок в непрерывных сорбционных процессах, Известен способ получения фосфата циркония в виде сферических гранул путем контактирования отмытой от анионов и высушенной гидроокиси циркония с водорастворимыми фосфатами с последующей отмывкой и сушкой образовавшегося фосфата P J, Недостатком данного. способа является длительность процесса получения готового продукта (контактирование.ведут в течение 12-.24 ч), а также его малая емкость.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получейия гранулированных сорбентов на основе фосфатов или молибденов металлов IV группы, включающий обработку сферических гранул гидроокисей этих металлов водорастворимыми фосфата5 ми или молибдатами, отмывку и сушку готового продукта j2).

По данному способу в качестве исходных гидроокисей используют готовые вышеуказанные материалы, имеою щие 10-14 вес.Ж воды, вследствие чего полученные фосфаты или молибдаты обладают малой механической прочностью и обменной емкостью.

Цель изобретения — повышение механической прочности и емкости грану лированных сорбентов.

Поставленная цель достигается способом получения гранулированньж сорбентов на основе фосфатов или мо либдатов металлов IV группы, включаощим обработку свежеосажденных сфе1 рических гелей этих металлов,. содержащих 70-94 вес.Ж воды, 1-2 М растворами водорастворимых фосфатов или молибдатов, отмывку и сушку полученного продукта.

Технология способа заключается в следующем.

Известным способом получают сферические гидрогели окислов элементов

)V группы (циркония, гафния, олова или титана) в частности способом, включающим диспергирование водного раствора, содержащего хлористые соединения металлов lV группы моче4 вину и гексаметилентетраамин, в раствор силиконового масла.

Затем гранулы гидроокисей отмывают от избытка непрореагировавших соединений водой и обрабатывают

1-2 М растворами фосфатов или молибдатов в течение 1-3 ч.

Для получения хорошего качества готовых продуктов необходимо использовать гидрогели с содержанием воды не более 94 вес. так как гранулированные гели, содержащие большее количество воды, обладают малой механической прочностью и в процессе обработки растворами реагентов разрушаются. Получение гелеобразных гидроокисей с содержанием гидроокисей менее 70 непосредственно из растворов ограничено раствориФ мостью в воде гидроокисей металлов

lV группы.

Затем полученные сферические гелеобразные гранулы фосфатов или молибдатов промывают водой и сушат при повышенной температуре (60-100 С) о

Пример l, Получают сферические гранулы гидроокиси циркония путем капельного диспергирования

0,5 л его солянокислого раствора с концентрацией 1,5 N по ЕгО в концентрированном растворе аммиака. В результате получают сферогели ZrO g с содержанием воды 84, которую обрабатывают 1,87 л 1 М фосфорной кислоты в течение 1 ч при периодичес25

Таблица) 470

240

1400

l 00

0,63-0,80 0,93-1,05 0,89-0,98 . 0,22-0,45

Диаметр гранул, мм

Объем обрабатывающего расствора, мм

841674 4 ком перемешивании, промывают 6 л воды и сушат при 100оС в течение

4 ч, Пример 2 . Получают фосфат циркония по известному способу, для чего гелеобразные гранулы, полученные по примеру 1, сушат в течение

4 ч при 100 С (при этом количество о воды в гранулах уменьшается до

lo 13 вес. ) и обрабатывают фосфорной кислотой по примеру 1 за исключением . того, что время обработки составляет 24 ч.

Пример 3. По примеру 1 получают сферическую Zr0< с содержанием воды 94, обрабатывают ее 1 М раст.вором молибдата аммония (мольное отношение No/Zr при обработке — 2,5) в течение 3 ч, после чего гранулы промывают водой и сушат при 60 С в течение 4 ч.

П р е р 4. Гелеобразные гранулы гидроокиси олова с содержанием воды 70 обрабатывают 1 N раствором ортофосфорной кислоты при мольном соотношении Р/Sn 2,5 в течение

2 ч, промывают водой и сушат при

100 С в течение 2 ч, П .р и м е р 5. По примеру 2 проводят получение сферических молибдата циркония и фосфата олова (мольное. соотношение Мо/Zr и Р/Sn соответствует примерам 3 и 4).

Пример 6. Гелеобразные гранулы гидроокиси циркония в количестве 0,6 кг с содержанием воды 84, полученные по примеру 1, делят на че40 тыре части и обрабатывают в течение

1 ч ортофосфорной кислотой различной концентрации(0,3, 1, 2 и 5 М) при соотношении Р/Zr в системе 2,5. После обработки гранулы отмывают и сушат при 100 С. Сравнение физико-химичес° ° их свойств полученных сорбентов приведено в табл. 1.

841674

Продолжение табл.1

Результаты, в зависимости от концентрации,P Р0

0,3 М 1 M 2 М. 1ехан ческая прочность, кг/.см

380-770 740-1400 720-1600

5-20

40,9

Количество Р О .,,Х

30,6

40,1

40 8

Статическая емкость по цезию, мг/зкв/г

0,59+0,03 1,20+0,08

1,19+0,09 1,25+0,09

Пример 7. Определяют. сравнительные физико-химические характеристики сорбентов полученных по при1 мерам 1-5. Для ч"ro определяют в ста- 20 тических равновесных условиях обменную емкость по иону цезия, механическую прочность и анализируют хиТаблица 2

1. Предлагаемый PZr

40,9

740-1400

320-440

l,20+0,08

0,23+0,05

2. Известный PZr

ll,2

3. Предлагаемый

MoZr

20,6

0,55+0 01

4. Предлагаемый PSn

14,5

0,48+0,01

0,15+0,01

0,20+0,01

5. Известный MoZr

7,4

PSn

4,4

Как видно из данных табл. 1, оптимальной концентрацией фосфорной кислоты для обработки является 1-2 М, так как при меньшей сорбенты имеют малую обменную емкость, а при большей — низкую механическую прочность, Приведенные в табл. 2 экспериментальные данные, показывают, что сорбенты, полученные по предлагаемому способу, имеют в 2-5 раз большую механическую прочность и в

2,5-5 раз большую обменную емкость, по сравнению с известным.

Таким образом, предлагаемый способ существенно упрощает технологию получения гранулированных сорбентов

Ф на основе труднорастворимых соединений металлов четвертой группы, а именно исключают операции отмывки и сушки гелеобразных гранул исходного

Физико-химические свойства мический состав полученных продуктов.

Физико-химические свойства сферических фосфатов или молибдатов метал" лов 1Ч группы и результаты испытания приведены в табл. 2.

7 841674 8 материала. При этом"существенйо сокра- отмывку и с,ушку полученного продукщается время обработки гранул реа- та, отличающийся тем, гентом. Кроме того, предлагаемый что, с целью повышения механической способ позволяет также значительно прочности и емкости сорбентов, в улучшить физико-химические свойства

5 качестве гидроокисей используют сорбента, увеличить обменную емкость, свежеосажденные гели, содержащие селективность и механическую прочность 70-94 вес.Ж воды. гранул. 2. Способ по п. 1, о т л и -. ч а ю шийся тем, что обработку

1р ведут 1-2 M растворами фосфатов или

Формула изобретения молибдатов металлов. Источники информации, 1. Способ получения гранулирован- принятые во внимание при экспертизе ных сорбентов на основе фосфатов или 1. Патент США В 3850835, молибдатов металлов 1Ч группы, вклю- yg кл, С 02 В 1/44, 1974. чающий обработку сферических гранул 2. Ullrich 1. Tjmpl М. et àl I гидроокисей этих металлов водораст- о1 Rad.chem. ч. 24, N - 2, 1391, 1975 воримыми фосйатами или молибдатами, (прототип).

Составитель P. Пензии

Редактор П. Макаревич Техред А, Ач . Корректор С. Щомак

Заказ 4929/3 Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб.z g. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4