Способ получения сорбента на основе оксигидрата железа

 

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения оксигидратных гелей, а именно сорбентов на основе оксигидрата железа. Способ получения сорбента, содержащего оксигидрат металла, включает его осаждение в виде гидрогеля путем взаимодействия соли металла со щелочью в присутствии органического вещества, его выдержку и фильтрацию с последующей сушкой и гранулированием готового продукта. Во взаимодействие со щелочью вступает растворимая в воде соль трехвалентного железа, в качестве органического вещества используют нитрилтриметилфосфониевую кислоту при молярном отношении к железу, равном 0,01-0,5:1, реакцию между исходными веществами ведут в слабощелочной среде, а после добавления нитрилтриметилфосфониевой кислоты доводят рН до 3,5-4,5. При этом при молярном отношении нитрилтриметилфосфониевой кислоты к железу, равном 0,3-0,5:1, получают сорбент с катионообменной функцией, устойчивый в кислой среде, а при молярном отношении нитрилтриметилфосфониевой кислоты к железу, равном 0,01-0,07:1, получают сорбент с анионообменной функцией, устойчивый в кислой среде. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения оксигидратных гелей, а именно сорбентов на основе оксигидрата железа.

Известен способ получения сорбента на основе оксигидрата железа путем взаимодействия растворимой соли железа [III] со щелочью [I] Недостатком известного способа является низкая стойкость сорбента при работе в кислой и щелочной средах, а также низкая емкость и селективность сорбента.

Задачей настоящего изобретения является улучшение сорбционных свойств продукта, в том числе при его работе в агрессивных средах.

Предложен способ получения сорбента на основе оксигидрата железа путем взаимодействия со щелочью растворимой в воде соли трехвалентного железа в слабощелочной среде, добавления нитрилтриметилфосфониевой кислоты (НТФ) при молярном отношении к железу, равном 0,01-0,5:1, затем доводят РН до 3,5-4,5, выдерживают раствор до созревания геля, гель отфильтровывают, сушат и гранулируют.

При молярном отношении и нитрилтриметилфосфониевой кислоты к железу, равном 0,3-0,5:1, получают сорбент с катионообменной функцией, а при 0,01-0,07: 1 с анионообменной функцией устойчивые в любой среде, в том числе и кислой.

Исследования, проведенные заявителем, показали, что полученный предлагаемым способом сорбент обладает повышенными сорбционными свойствами (емкостью, селективностью), а также не растворяется как в кислой, так и в щелочной среде за счет того, что он гранулирован. Этот сорбент можно регенерировать и использовать многократно. Эти свойства сорбент приобретает за счет введения в его состав нитрилтриметилфосфониевой кислоты в молярном соотношении 0,1-0,5: 1, подобранном опытным путем, значения pH на разных этапах процесса получения сорбента выбраны оптимальными исходя из данных опытов.

Пример.

К 200 мл 1 М раствора хлорида трехвалентного железа добавляли 20 мл 10% раствора аммиака (гидроксида аммония), до pH раствора, равного 8,0, постоянно перемешивая, постепенно добавляли 90 мл нитрилтриметилфосфониевой кислоты (марки IS), после чего с помощью соляной кислоты довели pH реакционной смеси до 4,0. Получившийся при этом гель оставили на 24 часа в маточном растворе, затем отфильтровали на бумажном синем фильтре, высушивали на воздухе в течение 6 суток до воздушносухого состояния, после чего добавили воды, получив гранулы сорбента, воду отфильтровали.

Аналогичным образом проведено получение сорбента с другими количествами нитрилтриметилфосфониевой кислоты.

Результаты опытов сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что сорбент обладает высокой емкостью во всем заявленном диапазоне молярных отношений НТФ/Fe и большой химической устойчивостью, специфичностью как в кислых, так и в щелочных растворах.

Использование предлагаемого способа позволяет получить сорбенты, устойчивые как в щелочной, так и в кислой среде с улучшенными анионо- и катионообменными свойствами. Эти сорбенты можно использовать в гидрометаллургии для очистки сточных вод промышленных предприятий. Они многоразового использования, т. к. могут быть регенерированы в удобном гранулированном виде.

Формула изобретения

1. Способ получения сорбента на основе оксигидрата железа, включающий взаимодействие растворимой соли железа с щелочью, отличающийся тем, что взаимодействие ведут в слабощелочной среде, затем добавляют нитрилтриметилфосфониевую кислоту при ее молярном соотношении к Fе (III), равном (0,01 0,5) 1, после чего доводят рН до 3,5 4,5 и выдерживают раствор до созревания геля, образовавшийся гель отфильтровывают, сушат и гранулируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения сорбента с катионообменной функцией, устойчивого к кислой среде, нитрилтриметилфосфониевую кислоту добавляют при ее молярном соотношении к Fе (III), равному (0,3 0,5) 1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения сорбента с анионообменной функцией, устойчивого к кислой среде, нитрилтриметилфосфониевую кислоту добавляют при ее молярном соотношении к Fе (III), равном (0,01 0,07) 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1