Способ инактивации примесей в сорбенте фторид лития

Авторы патента:

B01J20/02 - содержащие неорганические материалы

Владельцы патента RU 2627427:

Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" (RU)

Изобретение относится к процессам, применяемым для разделения фторидных газов. Для инактивации примесей фторидов щелочных и/или щелочноземельных металлов в сорбенте- фториде лития сорбент обрабатывают тетрафторидом кремния, полученным термическим разложением гексафторосиликата лития при температуре 175-185°C. Технический результат заключается в том, что примеси щелочных и/или щелочноземельных металлов образуют инертные по отношению к гексафториду урана кремнефториды, исключая образование радиоактивного соединения в массе фторида лития. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к химической и атомно-химической промышленности, в частности к процессам, применяемым для разделения фторидных газов.

Известно, что фториды щелочных и щелочноземельных металлов образуют комплексные соединения с различными газообразными фторидными веществами, например, HF, SiF₄, UF₆ и др. [Галкин Н.П. и др. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат, 1975] по реакциям:

NaF+nHF=NaF⋅nHF

2LiF+SiF₄=Li₂SiF₄

2KF+UF₆=K₂UF₈

BaF₂+mHF=BaF₂⋅mHF

CaF₂+SiF₄=CaSiF₆

MgF₂+UF₆=MgUF₈

Образующиеся комплексные фториды при нагревании разлагаются на исходные соединения. При этом известно, что LiF не вступает во взаимодействие с гексафторидом урана в отличие от NaF и других фторидов щелочных и щелочноземельных металлов [Галкин Н.П. и др. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат, 1975; Кобзарь Н.Ю. и др. Известия Томского политехнического университета. 2006, т. 309, №6, сс. 68-70]. Именно на этих особенностях фторида лития и фторида натрия основаны способы разделения газовых смесей, состоящие из гексафторида урана, фтороводорода и других летучих фторидов [Патент РФ №2034776, МПК С01В 7/19. «Способ очистки фторида водорода»; Патент РФ №2068287, МПК A62D 1/00. «Способ очистки гексафторида урана от соединений рутения»; Патент РФ №2314862, МПК B01D 53/68. «Способ обезвреживания фторсодержащих газов»; Патент РФ №2328335, МПК B01D 53/68. «Способ разделения фторсодержащих газовых смесей»; Химическая технология, т. 10, №3, 2009, сс. 183-187; In "17^th European Symposium on Fluorine Chemistry, Paris, July 21-25, 2013. Final Program. Book of Abstracts", Paris, July 2013, p. 388; Патент РФ №2579055, МПК C01G 43/06. «Способ очистки металлических поверхностей от отложений урана»].

Недостатком всех способов разделения газообразных гексафторида урана и фтороводорода, как упомянутых выше, так и других аналогичных, является то, что в реальности невозможно достичь абсолютной чистоты сорбентов по основному веществу: в их составе обязательно будут присутствовать в большем или меньшем количестве примеси фторидов элементов. Так, например, в LiF различных марок - «техн.», «ч», «хч», «осч», - содержится от 0,001 масс. % до 0,1 масс. % NaF. При контактировании такого сорбента со смесью гексафторида урана и фтороводорода на LiF будет сорбироваться только HF, а на примесном NaF сорбируются и HF, и UF₆, при этом содержание урана может составить свыше 1 масс. %. Температура разложения гидрофторида лития не превышает 130°C [Procedia Chemistry, 2014, Vol. 11, pp. 30-34], а для заметного разложения октофтороураната натрия необходима температура не ниже 300°C [Галкин Н.П. и др. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат, 1975]. Таким образом, в сорбенте LiF остается радиоактивный материал и работа с ним в дальнейшем в нормальных условиях труда становится невозможной, при этом необходимо предусматривать специальную защиту от радиоактивного облучения персонала. Кроме того, отработавший сорбент, содержащий уран, квалифицируется как радиоактивные отходы, переработка которых требует специальных технологий.

Технический результат заключается в том, чтобы инактивировать фторидные примеси, содержащиеся во фториде лития, например фториды натрия, кальция, калия, магния и других металлов, тем самым исключая образование радиоактивного соединения в массе фторида лития.

Технический результат достигается тем, что перед использованием фторида лития в качестве сорбента для разделения смеси гексафторида урана, фтороводорода и газов, не взаимодействующих с фторидом лития, его обрабатывают газообразным тетрафторидом кремния, полученным термическим разложением гексафторсиликата лития при температуре 175-185°С.

С тетрафторидом кремния взаимодействуют все без исключения фториды щелочных и щелочноземельных металлов, причем кремнефториды металлов инертны по отношению к гексафториду урана, а температуры их разложения превышают 550°С, кроме гексафторсиликата лития, у которого температура разложения равна 175°С.

Эту соль нагревают либо в отдельном аппарате и выделяющийся SiF₄ направляют на контакт с исходным LiF, либо добавляют в загруженный в сорбционную колонну фторид лития и после герметизации колонны и ее нагрева до 175-185°С выдерживают сорбент в атмосфере SiF₄ не более часа. Необходимо отметить, что в последнем случае в массу сорбента добавляют полуторное количество гексафторсиликата лития по причине возможного наличия во фториде лития непаспортизированных примесей. После откачки газов из колонны ее охлаждают до комнатной температуры. Фторид лития подготовлен к эксплуатации для разделения газов фтороводорода и гексафторида урана, в том числе газов, не взаимодействующих с ним, например, азот, кислород, фтор, фториды хлора и других галогенов, с гарантией отсутствия образования радиоактивного материала.

Интервал температуры, равный 175-185°С, обуславливается только тем, что современная промышленная индикация величины температуры может обеспечить температуру с погрешностью ±5°С.

Пример

В сорбционную колонну загружено 50 кг порошкообразного LiF, в составе которого в соответствие с ТУ 6-09-3529-84 содержится 0,05 масс. % Na, 0,05 масс. % К и 0,07 масс. % Са, что в пересчете на фториды составляет 50 г NaF, 25 г KF и 10 г CaF₂. В соответствие с химическими уравнениями реакций стехиометрически потребное количество тетрафторида кремния составляет 114,5 г, полуторное количество равно 172 г, которое содержится в 260 г Li₂SiF₆ марки «чда» по ТУ 113-08-587-86.

Рассчитанную массу Li₂SiF₆ добавили в загруженный в колонну сорбент фторид лития; колонну вакуумировали и нагрели до температуры, равной (180±5)°С, и выдержали при этой температуре 45 мин. Затем газовую фазу откачали из колонны и охладили аппарат до комнатной температуры.

Газовые смеси различного состава, содержащие гексафторид урана и фтороводород, пропускали через инактивированный по примесям сорбент фторид лития, на котором происходила селективная сорбция фтороводорода, а гексафторид урана и газы, не взаимодействующие с фторидом лития, направляли на улавливание в другой аппарат с сорбентом - фторидом натрия.

После насыщения фторида лития фтороводородом произвели операцию десорбции HF. В пробе этого продукта уран не обнаружен - содержание менее предела обнаружения. Из сорбента фторида лития после десорбции фтороводорода отобрали несколько проб из разных мест колонны на предмет определения содержания урана. Во всех пробах сорбента уран не был обнаружен - содержание менее предела обнаружения.

Для реализации предложенного способа инактивации примесей в сорбенте фторид лития не требуется разработки каких-либо специальных приспособлений, оборудования или аппаратов.

1. Способ инактивации примесей в сорбенте - фториде лития, заключающийся в том, что перед использованием фторида лития в качестве сорбента для разделения смеси гексафторида урана, фтороводорода и газов, не взаимодействующих с фторидом лития, его обрабатывают газообразным тетрафторидом кремния, полученным термическим разложением гексафторсиликата лития при температуре 175-185°С.

2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что гексафторсиликат лития загружают в аппарат с сорбентом.

Изобретение относится к технологии переработки высокообогащенного урана (ВОУ), особенно оружейного, в низкообогащенный уран (НОУ) энергетического назначения путем разбавления ВОУ.

Способ депарафинизации дистиллятных нефтепродуктов // 436848

Способ получения модифицированного титаносиликата фармакосидеритового типа // 2625118

Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов с ионообменными и восстановительными свойствами, и может найти применение для концентрирования и выделения благородных металлов.

Способ получения сорбирующего материала для очистки водных объектов // 2618754

Изобретение относится к сорбентам для жидких сред. Получен сорбирующий материал, содержащий 35-65% шлама химводоочистки ТЭЦ и 65-35% золошлаковых отходов ТЭЦ.

Способ получения композитных сорбентов, селективных к радионуклидам цезия // 2618705

Изобретение относится к производству композитных сорбентов на основе гексацианоферратов переходных металлов и органических носителей. Способ включает иммобилизацию гексацианоферрата переходного металла в матрицу хитозана и ее термообработку при 100-120°С.

Способ очистки газовых выбросов с помощью гранулированного глауконитового сорбента // 2617504

Изобретение относится к способу очистки вредных техногенных газовых выбросов в атмосферу от различных загрязнителей и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке промышленных выбросов, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.

Способ получения сорбента на основе полимерного гидрогеля // 2616064

Изобретение относится к способу получения гидрогелей, которые могут использоваться в качестве сорбентов для связывания катионов металлов, в частности в процессах утилизации жидких радиоактивных отходов.

Сложный оксид, способ его получения и катализатор для очистки отработавшего газа // 2614276

Изобретение относится к сложному оксиду, который можно применять для катализаторов, функциональной керамики, твердых электролитов для топливных элементов, абразива и подобного, в частности для катализаторов для очистки отработавшего газа автомобиля, а также к способу получения сложного оксида.

Установка для получения адсорбента диоксида углерода // 2600758

Изобретение относится к технологии изготовления адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. Установка для получения адсорбента диоксида углерода содержит узел дозированной подачи полимерного раствора, содержащего гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов 1, узел подачи подложки из волокнистого материала 2, узел формования 3 и узел сушки 4.

Способ получения фосфата титана // 2595657

Изобретение может быть использовано в производстве сорбента катионов из водно-солевых растворов. Для получения фосфата титана берут титанилсульфат аммония в твердом виде и вводят его в 10-50% раствор фосфорной кислоты, взятой из расчета обеспечения массового отношения TiO2:P2O5=1:(1,75-2,5).

Сорбент для очистки сточных вод от нефтепродуктов // 2579400

Изобретение относится к области сорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве сорбента используют золу древесную, образующуюся при сжигании отходов переработки измельченной древесины определённого химического состава.

Способ получения хемосорбирующего элемента // 2569358

Изобретение относится к способам получения хемосорбционных элементов. Готовят исходную композицию путём смешивания порошкообразных гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с органическим полимером и растворителем.

Задерживающая масса, состоящая из элементарной серы, осажденной на пористую подложку, для улавливания тяжелых металлов // 2627876

Настоящее изобретение относится к удалению тяжелых металлов из газового потока. Предложена задерживающая масса для улавливания ртути, которая содержит активную фазу, нанесенную на пористую подложку из оксида алюминия. Активная фаза содержит элементарную серу. Пористая подложка имеет объем пор V0,004>0,1 мл/г, где V0,004 соответствует суммарному объему пор, размер которых меньше 0,004 мкм, при этом подложка имеет полный объем пор от 0,3 до 1 см3/г. Изобретение обеспечивает эффективное извлечение ртути из промышленного газа, синтез-газа, природного газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 8 пр.

Сорбент для очистки водных сред от ионов мышьяка и способ его получения // 2628396

Изобретение относится к области сорбционной очистки вод. Предложен сорбент для очистки водных сред от мышьяка. Сорбент содержит 98-99 вес.% наночастиц железа и крахмал. Для получения сорбента сернокислое железо и крахмал растворяют в воде с образованием комплекса ионов железа с крахмалом, через раствор пропускают азот, восстанавливают железосодержащий комплекс борогидридом до получения наночастиц железа. Далее проводят центрифугирование, промывку осадка этанолом и сушку. Полученный сорбент обладает высокой адсорбционной активностью по отношению к ионам мышьяка. 2 н.п. ф-лы.

Перорально вводимый адсорбент, терапевтическое средство при заболевании почек и терапевтическое средство при заболевании печени // 2632432

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к перорально вводимому адсорбенту. Перорально вводимый адсорбент, содержащий сферический активированный уголь, содержащий не менее 0,5 вес.% атомов азота, который имеет удельную площадь поверхности, определяемую способом Брунауэра – Эммета – Теллера, от 700 до 3000 м2/г и средний размер частиц от 0,01 до 1 мм. Терапевтическое или профилактическое средство при заболевании почек. Терапевтическое или профилактическое средство при заболевании печени. Вышеописанный адсорбент обладает более высокой эффективностью. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 35 пр.

Картриджи, которые можно использовать в очищающих растворах для диализа // 2635143

Изобретение относится к области диализа, используемого в медицине. Предложена сорбционная слоистая загрузка картриджей, используемых при регенерации или очистке диализных растворов. Предложены способы регенерации или очистки отработанных растворов для диализа с использованием заявленных сорбентных картриджей. Группа изобретений позволяет снизить высвобождение органических примесей, ионов натрия, циркония, ацетат-ионов из компонентов сорбентного картриджа в диализат и расширить ассортимент картриджей для диализа. 9 н. и 51 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ получения адсорбента молибдена // 2637908

Изобретение относится к области получения неорганических сорбентов. Предложенный способ включает алкоксилирование тетрахлорида циркония избытком изопропилового спирта в дибутиловом эфире при нагревании, с последующим последовательным алкоксилированием тетрахлорида титана изопропиловым спиртом в среде алкосипроизводных тетрахлорида циркония при нагревании, с последующим взаимодействием полученных смешанных алкосипроизводных циркония и титана с тетраэтоксисиланом. Полученный продукт подвергают гидролизу и поликонденсации. Поликонденсацию проводят при ступенчатом нагревании и пониженном давлении. Технический результат заключается в получении адсорбента молибдена, обладающего высокой емкостью, низкой степенью десорбции молибдена раствором хлорида натрия, стойкостью сорбента к гидролитическому разрушению.

Способ получения пористых мембран на основе диоксида циркония для фильтрации жидкостей и газов // 2640546

Изобретение относится к технологии получения пористых мембран на основе диоксида циркония, которые могут быть использованы в качестве фильтров для очистки и разделения жидкостей и газов, носителей катализаторов в различных химических процессах. Способ получения пористых мембран включает использование в качестве исходных реагентов солей ZrO(NO3)2⋅2H2O, Y(NO3)3⋅5H2O, из которых приготавливают растворы азотнокислых солей, смеси которых выпаривают на водяной бане, а затем охлаждают при температуре 3-5°C до образования кристаллогидратов, которые прокаливают при температуре 150°C в течение 0.5 ч, затем осуществляют термическую обработку полученных рентгеноаморфных порошков t-ZrO2 в интервале температур 600-1300°C, после чего для создания поровой структуры в твердом растворе t-ZrO2 используют свежеприготовленный Al(ОН)3, при этом смешивание порообразующих компонентов осуществляют в режиме сухого помола, после чего спекание спрессованных компактов проводят при температуре 1300°C с изотермической выдержкой в 2 ч, затем полученную керамику используют в качестве пористой подложки для создания мембранного фильтра. В качестве исходного вещества используют водный раствор бемита AlO(ОН), мембранный слой AlO(ОН) наносят погружением пористых подложек в водную суспензию, затем подложки помещают в эксикатор и высушивают, далее осуществляют двухступенчатую обработку подложек с мембранным слоем при температуре 150°C в течение 0.5 ч для удаления адсорбционной воды и при температуре 500°C в течение 0.5 ч для разрушения гидроксильных связей в мембранном слое, после чего проводят заключительный обжиг при температуре 1200°C. Технический результат - обеспечение возможности регулирования открытой пористости материала, величины пор и получения заданного распределения пор по размерам. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Способ получения пористых мембран на основе диоксида циркония для фильтрации жидкостей и газов // 2640546

Нанотубулярные материалы, кристаллизующиеся в системе k2o-tio2-x-h2o (x=nio, mgo, al2o3, cr2o3, co2o3, fe2o3) и способ их синтеза // 2640766

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к нанотрубкам на основе сложных неорганических оксидов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, гетерогенных катализаторов и компонентов композитных материалов фрикционного и конструкционного назначения. Нанотубулярные материалы, кристаллизующиеся в системе K2O-TiO2-X-H2O (Х=NiO, MgO, Al2O3, Cr2O3, CO2О3, Fe2O3), характеризуются тем, что в их составе до 10% ионов Ti4+ замещено допирующим двух- или трехвалентным металлом. Способ синтеза нанотубулярных материалов характеризуется тем, что синтез образцов осуществляют гидротермальной обработкой предварительно приготовленной смеси гидроксидов в растворе KOH, при этом для получения исходных смесей гидроксидов раствор титанилхлорида, синтезированный реакцией TiCl4 с охлажденной дистиллированной водой, смешивают с водными растворами солей допирующих элементов в заданном соотношении, после чего производят осаждение гидроксидов добавлением к смеси водного раствора NH4OH при рН=9-9,5 с последующей промывкой дистиллированной водой, сушкой при 70-90°C и механическим измельчением, после чего измельченный осадок смешивают с 10 М раствором KOH и подвергают гидротермальной обработке при 170-180°C в течение не менее 24 часов, после которой промывают полученный продукт дистиллированной водой. Изобретение позволяет синтезировать калий-титанатные нанотрубки со средним внешним диаметром от 5 до 12 нм. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 2 пр.

Магнитный сорбент для сбора нефти, масел и нефтепродуктов // 2646084

Изобретение может быть использовано для удаления нефти, масел и нефтепродуктов с поверхности воды и поверхностного слоя почвы или грунта. Сорбент выполнен гранулированным. Диаметр гранул составляет 1-3 мм. В состав сорбента входят магнитный наполнитель в виде металлического порошка из оксидов Fe3O4 с размером частиц 5-10 мкм, в количестве 8-12%, низинный торф в количестве 75-80% и атактический полипропилен в количестве 8-17%. Низинный торф предварительно перед смешиванием высушен при температурах 105, 120 и 150°С в течение двух, одного и получаса соответственно. Сорбент обладает магнитными свойствами, высокой поглощающей способностью и плавучестью. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.