Способ получения неорганических сорбентов на основе сульфидов тяжелых металлов

 

Союз Советских

Социалист ичесних

Республик

Е 1и707595

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву .(22)Заявлено 09.07.76(2l) 2384622/2З-26 (51)М. Кд. с присоединением заявки,%(23) Приоритет В 01 Я 1/22

ГвеударстееииыН комитет ссср

00 делам изобретений н открытий

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень М 1 .

Дата опубликования описания 08.01,80 (53) УДК 661.183. .9(088.8) И. В. Мелихов, А, N. Тузова, Н. А. Руднев и И. М. Родионова (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского AH СССР (7 1) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ

СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДОВ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ т0

Изобретение относится к области синтеза неорганических ионообменников на основе сульфидов тяжелых металлов и может быть использовано для получения высокодисперсных и селективных сорбентов, прнгоцных цля проведения тонких химических разделений близких по свойствам элементов.

Для получения сорбентов на основе сульфидов в форме, пригодной для практического применения, ик, как правило, получают путем нанесения на твердые инертные материалы.

Известен способ получения сульфид15 ных сорбентов путем осаждения сульфида серебра в виде тонких пленок на стеклянных пластинках (11.

Этот способ прс-.цусматривает смешивание растворов азотнокислого серебра, тиомочевины, гидроокиси аммония и воды, причем поверхность стеклянных пластин предварительно обрабатывают растворами щелочи н хромовой смеси.

Такой метод является сложным и мало-. эффективным, т. к. активный компонент покрывает только поверхность носителя.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения неорганических сорбентов на основе сульфидов тяжелых металлов, основанный на использовании в качестве прочной, пористой основы неорганических нонитов, последовательно модифицированных ионами металлов; а затем ионами сульфица.

Носитель в гелеобразной форме — силикагель, титаногель или смешанный гель титана и марганца обрабатывают сначала ионами модификатора, например, солями меци, кадмия, свинца, ртути, висмута или никеля при комнатной температуре, в ввтвм суньфнв нонвМв !)

Получаемые при этом сорбенты были предложены цля очистки серосодержащих стоков целлюлозно-бумажного проиэводТа бл ица 1

Элементмодификатор

Элементноситель

Растворимость сульфилов, м/л

Температура проведения синтеза сорбено. тов, С

Разница в ионных по тенциалах, % (величина приближенная) модификатора х 10 носитеВ х10

30 30-40

80-90 серебро галл ий 1 30

Э - 7075

1 /

crea и промышленных стоков цветной металлургии.

Основным недостатком указанного спбсоба является использование исходного носителя в низкодисперсноы состоянии, что приводит к уменьшению удельной поверхности сорбента и снижению его сорбционной емкости.

Получаемые по этому способу сорбенты недостаточно селективны по отноше- 10. нию к ионам цветных металлов.

Белью изобретения является получение сорбентов в гранулированном высокодисперсном состоянии и повышение их селективности по отношению к цветным металлам.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения неорганических сорбентов на основе сульфицов тяже лых металлов, состоящим в модификации 20 носителя, Ь качестве которого применя-. ют труднорастворимые сульфиды элементов I и 1l групп периодической системы, Неорганическими солями элементов Ш, 1У побочных групп и группы железа, при разнице их ионных потенциалов 1550% и весовом соотношении равном

1:0,1-1-1,0. Предпочтительным является использование в качестве носителя сульфидов и еталлов с растворимостью

30.

10 -10 м/л, например, сульфидов меди, серебра или ртути, а в качестве модификатора- хлорицов или нитратов элементов Ш, 1У, побочных групп и

35 группы железа с раСтворимостью их суль-3" фицов 10 .-10 м/л.

Отличительными признаками способа является применение в качестве носите- ля .высокодисперсных сульфидов элемен40 тов I и И групп периодической системы, а в качестве модификатора-хлоридов или нитратов элементов Ш, I Y побочных групп и группы железа при разнице их ионных потенциалов 15 0%, а также проведение процесса получения сорбентов

45 при 30-90 С. Технология способа состоо ит в следующем: золь вещества -носителя медь галлий 520

95 4 (А) (размер частиц соответствовал

5 10 см), коагулируют раствором вещества-модификатора (В) при г-атомном соотношении А:В l:0,1-1. Скоагулировавший осадок выдерживают при температуре 30-90 С в течение 1 часа, При этом взаимодействием носителя и вещества - модификатора ограничивается образованием промежуточных соединений типа

»AS t1135 приводит к скреплению микрокристаллов носителя в прочные гранулы.

Пример Через 200 мл (5,1 0 м) раствора азотнокислого серебра пропускают при рН--1-3 сероводород со скоростью 500 см /мин в течение

6 мин. К полученному золю Ао 5 при о температуре 80-90 С прибавляют 0,1

1 мл (0,1 м) раствора хлорида галлия.

Смесь перемешивают в течение 30 мин.

Затем осадок центрифугируют при

6000 об/мин, многократно (5-6 раэ) промывают 0,01 м азотной кислотой до отсутствия в осадке сероводорода и сушат на воздухе в течение 0,5 — 24 часов. Аналогичным образом получают смешанные сульфидные сорбенты, используя в качестве носителя соединения меди, ртути и олова, а в качестве модификатора-свинца, германия и кадмия. (таблица

1).

Полученные сорбенты применяют для селективного извлечения микропримесей различных ценных элементов из растворов сложного солевого состава.

Так, например, смешанный сульфид серебра и галлия, синтезированный вышеуказанным способом селективно поглощает цинк из нейтральных и слабо:целочных растворов, содержащих примеси других элементов.

Бинк извлекаю г из твердой фазы 1 Н о азотной кислотой при 80-90 С, После извлечения цинка сорбент регенерируют путем повт орного насыщения сульфида серебра галлием в условиях, описанных выше.

707595

Продолжение табл. 1

50-50

70-80 свинец 4,9 германий 990 ртуть цинк

4,2 кол ич. данные в литературе неизвестны

40 олово кадмнй 1 7

70-80

11;5

20 цинк . кобальт кадмий железо мышьяк .марганец цирконий

2.10, 1,7.10

1,6.10

1,7.10

4.1.0

3;6. 10

-3o

5,5.10

6,6

Составитейь Р. Лензин

Редактор И. Вечтомова ТехредН. Ковалева Корректор Ю. Макаренко.б

Заказ 8385/4 Тираж,809 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, K-35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ПП11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Данные о степени поглощения цинка и других элементов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Таким образом, предлага ый о о

35 получения позволяет получать разнообразные сульфидные сорбенты в гранулированном высокодисперсном состоянии. Получаемые сорбенты, вследствие структурных

40 особенностей, обладают ярко выраженной селективйостью по отношению к ряду тяжелых металлов и могут использоваться ,для проведения тонких химических разделений близких по свойствам элемен45 тов.

Формула изобретения

1. Способ получения неорганических сорбентов на основе сульфидов тяжелых. 5G металлов путем обработки носителя неорганическими солями, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения сорбентов в гранулированном высокодисперсном состоянии и повышения их селективности по отношению к цветным металлам, в качестве носителя применяют труднорастворимые сульфиды металлов $, П, групп периодической системы и обработку ведут неорганическими солями элементов Ш, IY, побочных групп и группы железа, при разнице Их ионных потенциалов 15-50% и весовом соотношении, равном 1:0,1-1,0.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве носителя применяют сульфиды металлов с растворимостью 10 «10 м/л, преимущест-6 -8 венно сульфиды меди, серебра и ртути.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что обработку ведут хлоридами или нитратами элементов Jl I, 1У побочнь1л групп и групп железа с, 6 растворимостью их сульфидов 10 -10м/л.

4.Способпоп. 1-3, отличаюшийся тем, что обработку ведут при

30-90 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Г. П. Большикова, Г. А. Китаев.

"Сб. трудов УПИ" No. 170, Свердловск, 1968 г.

2. М. И. Янкевич и др. Неорг. мат.Х, М 9, 1982, 1974 (прототип).