Способ получения композиционного сорбента uneks-с на основе природных глин

 

Использование: очистка растворов от ионов переходных металлов и радионуклидов . Сущность изобретения: способ получения композиционного сорбента путем химического модифицирования природной глины в две стадии: на первой стадии, осуществляемой до термообработки, модифицирование проводят реагентом из группы: ортофосфорная кислота, силикат натрия или НзРО4 и соль алюминия, или НзРО и силикат натрия, или НзР04, силикат натрия и соль алюминия в количестве 1-10 ммоль на 1г глины, а на второй стадии модифицирование ведут реагентом выбранным из группы: оксид сурьмы, титана или циркония, фосфат титана или циркония, или ферроцианид переходного металла из расчета 0,12ммоль на 1г глины. 6 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 J 20/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР . (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

И (21) 5004113/26 (22) 16.07.91 (46) 15.08.93. Бюл. N 30 (75) А.И.Бортун и С,А,Хайнаков (73) А.И. Бортун (56) Рогаткин M.Â. и др. Тез;докл. Всес.совещ. Адсорбенты и адсорбционные процессы в решении пробл. охраны природы.

Кишинев, 1986,.c,117 — 118, Межлумова А.И. и др. Труды ГрозНИИ, Сб. М 23, Грозный, Химия, 1960, с.304-315, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО СОРБЕНТА UNEKS-С НА ОСНО-

ВЕ ПРИРОДНЫХ ГЛИН (57) Использование: очистка растворов от ионов переходных металлов и радионуклиИзобретение относится к способам получения сорбентов обладающих высоким сорбционным сродством к катионам металлов, что делает их перспективными материалами для избирательного извлечения ионов тяжелых металлов, радионуклидов из растворов сложного состава, а также для глубокой очистки питьевой воды.

Целью изобретения является разработка способа получения сорбента на основе природных глин, обладающего повышенной селективностью к катионам металлов, что позволит его использовать для избирательного извлечения ионов металлов, а также радионуклидов цезия и стронция из растворов сложного состава и для глубокой очистки питьевой воды.

Поставленная цель достигается путем химического модифицирования природной

„„Я ) „„1834704 А3 дов. Сущность изобретения: способ получения композиционного сорбента путем химического модифицирования природной глины s две стадии: на первой стадии, осуществляемой до термообработки, модифицирование проводят реэгентом из группы: ортофосфорная кислота, силикат натрия или

Н3РО4 и соль алюминия, или Н3Р04 и силикат натрия, или Н3Р04, силикат натрия и соль алюминия в количестве 1 — 10 ммоль на

1 г глины, а на второй стадии модифицирование ведут реагентом выбранным из группы: оксид сурьмы, тита а или циркония, фосфат титана или циркония, или ферроцианид переходного металла из расчета 0,1—

2 ммоль на 1г глины. 6 з.п.ф-лы. 2 табл. глины в две стадии: на первой стадии, осуществляемой для термообработки, модифицирование проводят реагентом из группы: ортофосфорная кислота, силикат натрия или ортофосфорная кислота и соль алюминия, или Н3Р04 и силикат натрия, .Или Н3РО4, силикат натрия и соль ал оминия. в количестве 1 — 10 ммоль на 1 r г л и нHы, а на второй стадии — модифицирование ведут реагентом выбранным и группы: оксиды сурьмы, титана или циркония, фосфаты титана или циркония, или ферроцианиды переходных металлов, из расчета 0,1 — 2 ммоль на 1 г глины, Отличительным признаком способа является то, что термообработку модифицированной глины проводят при температуре

300-600"С.

С0

l ь. !

С)

3> (л) 1834704

Другим отличием способа является то, что введение ферроцианида переходного металла ведут путем последовательной обработки феррацианидом калия и солью переходного металла, Еще одним отличием способа является то, что введение оксидов сурьмы, титана или циркония ведут путем обработки глины водорастворимыми солями сурьмы, титана или циркония с последующим их гидролизом. . Также отличием способа является та, что фасфат титана или циркания вводят путем последовательной обработки глины водорастваримой солью титана ил1 циркония и ортофасфорной кислотой или фосфатом щелочного металла.

Преимущество осуществления химического модифицирооания в две стадии до и пасло термаабрабатки глины и использование «а первом этапе реагента или комбинации реагентов из группы НзР04, соль алюминия, силикат натрия обеспечивает наиболее эффективную активацию структуры материала (развитая пористость; обогащение алюминием, появление фосфорнокислых функциональных групп), а модифицирооание на второй стадии реагентами из группы оксидов или фосфатов палиоалентных металлов, ферроцианидов переходных металл ав и рида ет композици-. онным сарбентам повышенное сродство и обеспечивает селективность к ионам а-металлов, радионуклидам цезия, стронция, церия.

Термоабрабатка модифицированной глин ы и ри темп е ратуре 300-600 С интенсифицирует протекание активацианных процессов, а также придает материалу необходимую механическу о прочность.

Соотношение и количество модифицирующих реагентов подобраны экспериментально, что позволяет достигать максимального положительного эффекта повышения избирательности композиционных сорбентао к катионам.

Предложенная технология позволяет получать селективные сорбенты, которые можно использовать для избирательного извлечения ионова-металлов и радионуклидов из растворов сложного состава, а также питьевой воды. Получающиеся композиционные сорбенты характеризуются низкой себестоимостью, нетоксичны, обладают высокими кинетическими показателями и их можно применять в бытовых фильтрах для очистки питьевой воды.

Пример 1, К 100 г тонкоиэмельченной природной глины (мергелевой), помещен1. Способ получения композиционного сорбента на основе природных глин, вклю45 чающий их химическое и термическое модифицирооание, отмывку и сушку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения селективнасти сарбента к катионам, хими, ческое мадифицирооание ведут в две ста50 дии, первую перед термообработкой, а вторую после термаобрабатки. причем на первой стадии мадифициравание ведут раствором реагента выбранного из группы: ортофосфорная кислота, силикат натрия или

55 ортафосфарная кислота и соль алюминия, или ортафосфорная кислота и силикат натрия, или ортофосфарная кислота, соль алюминия и силикат натрия, а на второй стадии модифицирование ведут реагентом выбранным из группы: оксиды сурьмы, ти5

40 ной в стеклянный 1 л реактор, снабженный мешалкой, прибавляют 100 мл 3 М раствора НЗР04 и перемешивают 30 минут да завершения реакции, затем глину отделяют OT раствора и термообрабатывают при

Г 350 С, Прокаленный материал обрабатывают 500 мл 0,2 M раствора ферроцианида калия, а затем 250 мл 0,8 M раствора сульфата меди. После этого образец промывают водой и сушат на воздухе.

Результаты испытания сорбционных свойств модифицированной глины приведеныы в таблице 2 (пр, 1), П р и м.е р 2, Все операции аналогичны приведенным в примере 1. Типы глин, а также используемые для мадифициравания реагенты и их количества приведены в табл.1 (и р.2 — 5). Результаты испытания сорбционных свойств композиционных сорбентов представлены о таблице 2 (пр. 2 — 5).

Величины сорбционной емкости образцов определяли из 0,1 н. растворов ацетатов свинца и меди при Т:Ж = 1:100.

Коэффициенты распределения определяли из раствора Рингера, имеющего активность по радионуклиду 1-2 х 10 Ки/л, при

Т:Ж = 1:200.

Сорбент, приготовленный по способупрототипу, в аналогичных условиях проявляет следующим сарбционные показатели: емкость по РЬ - 0,6 мг-экв/г, по

Cu - 0,35 мг-экв/г, Кдс - 250, Крэг - 120, + значительно уступающие показателям композиционных сорбентов на основе природных глин, Просим присвоить данному сорбенту название . UNEKS-С (универсальный неорганический композиционный сорбент- глинистый).

Формула изобретения

1834704

Таблица 1

Термообработка, ОС

Модифицирование на 2-ой стадии

Модифицирование нэ 1-ой стадии

Глина

Пример

НзР04 3 ммоль/r

350 ферроцианид меди, 0,1 ммоль/г

TICI4 2 ммольlг

НЗР04

Мергелевая

НзР04 3 ммольlг

А!2(304)з 5 ммоль/г

400

NazSl0a 1 ммоль/г

SbOs 1 ммольlг

300

Zr0CI2 2 ммоль/г

НзР04

НзР04 2 ммоль/г

А12(504)з 5 ммоль/Г

Йэ2Я!03 3 ммоль/г

350

Пал ыгорскит

НзРО4 2 ммоль/r a>SIOa 2 ммоль/r

600

Т1С14 0,5 ммоль/r

Бентон ит

Таблица 2 тана, циркония, или фосфаты титана и циркония, или ферроцианид переходного металла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку ведут при 30060Р0С, 3. Способ по п1, отличающийся тем, что на первой стадии модифицирования обработку ведут раствором реагента или смеси реагентов из расчета 1-10 ммоль на 1 г глины.

4. Способпо п.1;отл ича ющи йс я тем, что модифицирование ферроцианидом переходного металла ведут путем последовательной -обработки глины ферроцианидом калия и солью переходного металла.

5. Способ по п.1, î — л и ч а ю шийся тем, что модифицирование оксидом сурьмы, титана или циркония ведут путем обработки глины водорастворимыми солями сурьмы, 5 титана или циркония с последующим их гидролизом.

6. Способ по п.1, о тл и ч а ю шийся тем. что модифицирование фосфатом титана или циркония ведут путем последова10 тельной. обработки глины водорастворимой солью титана или циркония и ортофосфорной кислотой или фосфатом щелочного металла.

7. Способ по пп.1,4,5и 6,от лича ю15 щийся тем, что на второйстадии модифицирование осуществляют из расчета 0,1-2 ммоль реагента на 1 r глины.