Способ получения металлсодержащего угля

 

т11>554206

Союз Советских

Соеиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.74 (21) 2042035/26 с присоединением заявки № (51) М. Кл. С 01 В 31/16//

В OIJ 1/22

В 01J 8/00

Совета Мииистров СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 661.183.2 (088.8) Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 04.07.77 (72) Авторы изобретения

Е. П. Смирнов, С. И. Кольцов и В. Б. Алесковский .

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО УГЛЯ

Гоо/дарствеиибй комитет (23) т приоритет

Изобретение относится к способам химического модифицирования поверхности углей соединениями металлов, в частности окислом титана, и может быть использовано в сорбционных и каталитических процессах.

Известны способы модифицирован ия поверхности угля двуокисью титана путем проIIHTKH угля водными растворами солей титана с последующей высокотемпературной обработкой (1), либо путем насыщения углей парами солей титана с последующим гидролизом парами или аммиаком (2).

Недостатком указанных способов является неравномерность осаждения окисла титана на поверхности угля за счет образования агрегатов и блокировки внутреннего объема пор угля, Из известных способов наиболее близок к предложенному способ модифицирования на поверхности угля равномерного химически связанного монослоя окисла титана, включающий последовательную обработку отожженного при 900 — 1500 С угля хлором и парами воды при 200- — 500 С, дальнейшую последовательную обработку парами четыреххлористого титана и воды при 200 — 500 С и прокаливание полученного продукта в атмосфере инертного г а з а пр и 800 — 1000 С (3) .

Недостатком известного способа является то, что полученный продукт обладает недостаточной сорбционной способностью по углекйслому газу и соединениям урана.

Целью изобретения является получение модифицированного металлсодержащего угля с

5 повышенной сорбционной способностью по углекпслому газу и уранил-иону.

Цель достигается путем последовательной обработки отожженного угля вначале хлором

10 и парами воды при 200 — 500 С, а затем парами четыреххлористого титана и воды при нагревании, предпочтительно до 100 — 200 С. Обработку парами четыреххлористого титана и воды проводят многократно, преимущественно

15 4 — 6 раз.

Способ осуществляют следующим образом.

Уголь предварительно отжигают в инертной среде при 900 — 1500 С, затем последовательно подвергают обработке хлором и парами воды

20 при 200 — 500 С в токе инертного газа с целью создания химически гомогенизированной угольной поверхности, которая оказывается покрытой слоем гидроксильных групп. Гидроксилированную поверхность угля обрабатывают па25 рами четыреххлористого титана в токе аргона при 200 С. В результате реакции поверхность оказывается покрытой группами Π— Ti — С1з.

Дальнейшая обработка парами воды при

200 С приводит к замещению атомов хлора на

30 гидроксилы, что приводит к постепенному на554206

Составитель В. Виноградова

Техред Л. Гладкова Корректор О. Тюрина

Редактор T. Девятко

Заказ 984/!3 Изд. Хо 387 Тираж 668 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Æ-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ращиванию на поверхности угля равномерного слоя двуокиси титана.

По мере увеличения числа синтезируемых титанкислородных слоев происходит постепенное перекрывание участков углеродной поверхности, которое полностью заканчивается лишь при образовании четвертого титанкислородíorо слоя.

П р им ер 1. В проточный реактор помещают 5 г угля (промышленный уголь марки

БАУ, фракция 0,5 — 3 мм). Предварительно образец термически отжигают в инертной среде (аргон) при 1000 С, затем хлорируют при

500 С, после чего проводят обработку парами воды при 500 C и высушивают в токе инертного газа при той же температуре. Снижают температуру до 200 С и током сухого инертного газа подают пары тетрахлорида титана в течение 4 ч. После завершения реакции непрореагировавшие пары тетрахлорида титана и образовавшийся НС1 полностью удаляют током инертного газа, а затем в течение 4 ч через реактор пропускают поток инертного газа, насыщенный парами воды. Полученный продукт высушивают при 200 С в течение 2 ч в атмосфере аргона, после чего проводят еще три цикла обработки полученного образца последовательно тетрахлоридом титана и парами воды. Химический состав полученного продукта, вес. %. Ti02 21,6; уголь 78,4.

П р и м ер 2. То же, что и в примере 1, но проводят шесть последовательных циклов обработки угля парами TiC14 при 100 С и парами воды при 200 С. Химический состав полученного продукта следующий, вес. /о.. TiO

28,2; уголь 71,8, Наиболее высокими сорбционными свойствами по уранил-иону обладают образцы угля, содержащие четыре и более титанкислородных слоев, то есть продукты, имеющие в своем составе кристаллическую решетку двуокиси титана (анатаз) . Равновесная концентрация по сорбции уранил-иона на образцах, полученных по изобретению, составляет величину, 5 равную 58 мг/г, что более чем в два раза пре. вышает величину сорбции по урану на продукте, полученному по известному способу, и составляющую 23 мг/г. Важно также заметить, что дальнейшее увеличение количества

10 титанкислородных слоев не оказывает существенного влияния на увеличение количества сорбированного уранил-иона.

Статическая активность полученного продукта, содержащего 4 — 6 титансодержащих

15 слоев, по углекислому газу составляет 90—

91 мг/г (при 20 С), по известному способу она составляет 60 — 61 мг/г.

20 Формула изобретения

1. Способ получения металлсодержащего угля, включающий последовательную обработку отожженного угля вначале хлором и

25 парами воды при 200 — 500 С, а затем парами четыреххлористого титана и воды при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной способности по углекислому газу и уранил-иону, обработку пара30 ми четыреххлористого титана и воды ведут многократно, преимущественно 4 — 6 раз.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ведут при 100 — 200 С.

Источники информации, принятые во вни35 мание при экспертизе

1. Технология катализаторов под ред.

И. П. Мухленова, Химия, Л., 1974, с. 134 — 136.

2. КФХ, XLIV, вып. 1, 1970, 189.

3. Авторское свидетельство СССР

40 № 447019, кл. С 01В 31/16, 31.03.73.