Способ получения неорганических ионитов

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ИОНИТОВ путем взаимодействия соли металла IV группы с раствором фосфатили арсенатсодержащего реагента в присутствии органических соединений с последующей грануляцией высушиванием при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повьшёния выхода готового продукта и доли крупной фракции(>& 0,25 мм), а также механической прочности сорбентов, взаимодействие осуществляют в присутствии органиче- . ской кислоты (или ее соли), выбранной из ряда пиридинзсарбоновых кислот.2.Способ по П.1 и 2,~ о т л и ч аю щ и и с я тем, что пиридинкарбоно*' вую кислоту (или ее соль) вводят в реакционную смесь при мольном соотношении фосфор или мьшгьяк : металл IV группы : пиридинкарбоновая кислота, равном

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYEi JlHH

„,SUÄÄ 669692 ш 4 В 01 J 20/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНКЬЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2566248/23-26 (22) 06.01.78 (46) 23.12.88. Бюл. У 47 (72) В.Н.Крылов, К.П,Ларина и В.Г,.Питалев (53) 661,183.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 570389, кл. В 01 J 1/22, 1977.

Chem. and Ind. 47, 9, 292, 1959. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ИОНИТОВ путем взаимодействия соли металла IV группы с раствором фосфат- или арсенатсодержащего реагента в присутствии органических соединений с последующей грануляцией высушиванием при повьппенной температуре, отличающийся тем, .что, с целью повьппения выхода готового продукта и доли крупной фракции () 0,25 мм), а также механической прочности сорбентов, взаимодействие осуществляют в присутствии органической кислоты (или ее соли), выбранной из ряда пиридинкарбоновых кислот.

2. Способ по п.1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что пиридинкарбоновую кислоту (или ее соль) вводят в реакционную смесь при мольном соотношении фосфор или мьппьяк : металл IV группы : пиридинкарбоновая кислота, равном (0,5-6) : (0,3-5).

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве органической кислоты или ее соли выбран- Э

6 ной из ряда пиридинкарбоновых кислот, берут Ы-пиколиновую кислоту или ее соли.

С:.669692

Изобретение относится к области синтеза неорганических сорбентов, главным образом, на основе фосфатов или арсенатов металлов IU группы и

5 может быть использовано для получения ионитов, обладающих хорошими эксплуатационными характеристиками.

Известен способ получения неорганических сорбентов на основе фосфатов олова или циркония, IIO которому с целью повышения механической проч ности сорбентов, гранулированных методом замораживания, гранулы после размораживания обрабатывают полярной органической жидкостью, преимущест-. венно спиртом или ацетоном.

Недостатком способа является то, что увеличения механической прочности гранул по этому способу можно дос- 20 тигнуть только в случае гранулирования сорбентов методом замораживания, в то время как его использование для образцов, гранулированных высушиванием при повышенной температуре, не при-25 носит какого-либо положительного эффекта.

Наиболее .близким по описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является 3п способ получения сорбента на основе фосфата или арсената циркония, в соответствии с которым смешивание соли циркония с фосфат-или арсенатсодержащим реагентом проводят в присутствии

0,4 M раствора цитрата натрия, Затем гелеобразный осадок промывают водой и гранулируют высушиванием при повышенной температуре.

К недостаткам указанного способа 40 относятся: малый выход продукта и рабочей (крупнее 0,25 мм) фракции сорбента, а также недостаточно высокая механическая прочность гранул сорбента.

Целью изобретения является повышение выхода готового продукта и доли крупной фракции () 0,25 мм), а также механической прочности сорбентов на основе фосфатов или арсенитов метал-1 лов IV группы.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения неорганических ионитов путем взаимодействия соли металла IV группы с раствором фосфат или арсенат-содержащего реагента в присутствии органического соединения, в качестве которого используют кислоту (или ее соли), выбранные из ряда пиридинкарбоновых кислот, например -пиколиновую кислоту или ее соль, с последующей грануляцией продукта высушиванием при повышенной температуре, Предпочтительным является введение в реакционную смесь пиридинкарбоновой кислоты или ее соли при мольном соотношении фосфор или мышьяк: металл IV пиридинкарбоновая кислота, равном (0,5-6):1;(0,3-5) °

Отличительным признаком способа является проведение взаимодействия исходных реагентов в присутствии органической кислоты (или ее соли), выбранной иэ ряда пиридинкарбоновых кислот. При этом в качестве последней берут 1--пиколиновую кислоту или ее соли.

Другое отличие способа состоит в том, что пиридинкарбоновую кислоту или ее соль вводят в реакционную смесь при мольном соотношении фосфор или мышьяк: металл IV группы: пиридинкарбоновая кислота, равном (0,5-6):1:

:(0,3-5).

Технология способа состоит в следующем. При интенсивном перемешивании сливают вместе раствор соли металла

IV группы и раствор, содержащий фосфат (или арсенат) или пиридинкарбоновую кислоту, например о -пиколиновую кислоту. Фосфат (или арсенат) вводят в реакционную смесь в виде соответствующей кислоты (ортофосфорной или ортомышьяковой) или растворимой соли.

Вместо а -пиколиновой кислоты также можно использовать ее растворимые соли, пиколинаты щелочных металлов.

Мольное соотношение,основных компонентов при синтезе должно находиться в пределах А:Me:ПК = (0,5-6):1:(0,3-5), где А — фосфор или мышьяк, Ме— металл IV группы, ПК вЂ” пиколиновая кислота или ее.соль. Полученный осадок отмывают водой до рН 3 и отделяют от маточного раствора фильтрацией с отсосом, после чего гранулируют высушиванием при повышенной температуре °

Введение o(-пиколиновой кислоты в реакционную смесь позволяет получать сорбент со значительно большей долей рабочей фракции.

Кроме того, увеличивается общий выход продукта, а также механическая прочность гранул сорбента. Об этом

669692 1 1! 2

Механическая

270

Доля рабочей

Выход сорбента

99 пп

Режим получения об720 прочность г/зер- 10 разцов на1 кг !Фракметал ции (5

240 ла, мг! От2

150

320

3 Прототип

1,4 42

130

260

360

200

280

6!О

300

240

570

260

170

620

420

330

430

260

320

570

410 свидетельствуют данные нижеследующих примеров, приведенные в таблице.

1 Без добавок 1,6 37

2 Описываемый 1,7 52

4 Без добавок 2,! 42

5 Описываемый 2,3 58

6 Прототип 2,1 "40

7 Без добавок 2,4 49

8 Описываемый 2,9 67

9 Прототип 2,3 51

10 Без добавок 2,6 46

11 Описываемый 2,8 63

12 Прототип 2,6 42

13 Без добавок !,7 35

14 Описываемый 1,8 48

15 Прототип 1,5 29

16 Без добавок 1,9 43

17 Описываемый 1,9 58

18 Прототип 1,7 38

19 Беэ добавок 2,3 37

20 Описываемый 2,5 41

21 Прототип 2,1 37

22 Без добавок 2,4 43

23 Описываемый 2,7 69

24 Прототип 2,3 51

Пример 1 ° 1 л. 0,25 М раствора TiC1 в 0,1 М НС1 смешивают при интенсивном перемешивании с 1 л 0,2 М

Н РО„, содержащей 0,025 моль/с с пиколиновой кислоты. Осадок промывают водой, отделяют от раствора и высушио вают при 60 С. Свойства сорбента приведены в таблице 1 (образец 2). Для сравнения приведен синтез в отсутствии а -пиколиновой кислоты в реакционной смеси (образец 1) и по способупрототипу (образец 3), Пример 2. 2 М раствор мышьяковой кислоты, содержащей 0,5 М -пиколиновой кислоты, смешивают при энергичном перемешивании с равным объемом 1 И раствора TiC1 в 0,1 М

НС1 .(образец 5). Дальнейшие операции выполнялись как в примере 1, Образец 4 был синтезирован без введения 3-пиколиновой кислоты, а образец 6 — по способу " прототипу.

Пример 3. Проводят парал.- = лельный (одновременный) слив 0,5 М раствора однозамещенного фосфата натрия, содержащего О,!6 М пиколината натрия, с раствором, содержащим

0,5 моль/л оксихлорида циркония. Смесь интенсивно перемешивают. Соотношение объемов растворов 3:1 (образец 8).

В отсутствии пиколината получен образец 7, а по способу прототипу — обра" зец 9. Дальнейшие операции, как в примере 1.

Пример 4. Проводят параллельный слив 0,5 M раствора оксихлорида циркония с 0,5 М раствором арсената натрия, содержащего 0 (образец 10) или 0,1 моль/л (образец 11),пиколината натрия. Соотношение объемов растворов 1:2. Дальнейшие операции - как в примере 1. По способу — прототипу синтезировался образец 12.

Пример 5. К 10 л 0,5 М Н РО, содержащей 0 (образец 13 )или

0,4 моль/л (образец 14) d-пиколино вой кислоты при перемешивании добав5 .66 ляют 2 л. 0,5 М раствора оксибромида гафния. Дальнейшие операции — как в примере . Образец 15 получен по способу-прототипу.

Пример 6. К 10 л 0,3 М раствора арсената натрия, содержащего 0 (образец 16) или 0,25 моль/л (образец 17) пиколината натрия, добавляют при еремешивании 1 л 0,5 М раствора оксибромида гафния. Дальше — как в примере 1. Образец 18 получен по способу — прототипу.

Редактор Н.Сильнягина Техред М. Ходанич

Корректор М. Васильева

Заказ 7101 Тираж 519 Подписное

ВНИ11ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 7. К 2 л 0 05 М раствора при перемешивании добавляют 1 л.

0,4 M фосфорной кислоты, содержащей

0 (образец 1 ) или 0,3 (образец 20 ) моль/л с -пиколиновой кислоты. Полученные осадки отмывают водой до рН =

= 2,5-3 и гранулируют методом замораживания геля. Образец 21 получен по способу прототипу.

Пример 8. К 2 л 0,05 М раствора $пС1 при перемешивании добавляют 1 л 0,4 М мышьяковой кислоты, содержащей О (образец 22) или

0,3 моль/л (образец 23) (-пиколиновой кислоты. Далее — как в примере 7.

9692 6

Образец 24 получен по способу- прототипу.

Характеристики сорбентов, получен5 ных предложенным и известным способами, приведены в таблице, Сопоставление данных, приведенных в таблице, показывают, что предлагаемый способ синтеза позволяет получать образцы сорбентов, .механическая прочность гранул которых в 2-3 раза вьппе, чем у сорбента, синтезированного по способу-прототипу. Повьппается также существенно общий выход продукта и доля крупной (рабочей) фракции, то-есть значительно уменьшаются потери сорбционного материала.

Вводимую в синтез о(-пиколиновую кислоту можно использовать неоднократно, так как она легко вьщеляется из маточного раствора и первых промывных вод; o(-пиколиновую кислоту леглегко выделить, например упаркой.

Таким образом, предложенный способ

25 может найти применение в области син- . теза неорганических сорбентов, применя-. емых в жестких режимах эксплуатации, например при очистке сточных вод от примесей тяжелых металлов.