Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к неорганической химии, а именно к композициям для получения ферромагнитного ионообменника, к области получения неорганических ферромагнитных материалов и может найти применение в качестве магнитоуправляемых сорбентов при очистке вязких и твердых сред (почвы, ила и т.д.), а также для интенсификации процессов очистки высокомутных растворов от ионных примесей. Согласно изобретению предлагается композиция для получения ферромагнитного ионообменника, включающая ионообменный материал и магнетит, а в качестве первого используют природный клиноптилолит фракции 0,-5-0,25 мм. Магнетит используют свежеосажденный, полученный путем перемешивания соли железа II и железа III в соотношении 1:2 в виде 2,7-3,1%-ного р-ра и щелочи. В качестве щелочи используют 17-20%-ный р-р гидроксида натрия или концентрированный аммиак. В качестве соли железа (II) используют соль Мора. Получают сорбционный материал, хорошо отделяющийся магнитом от других компонентов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2081846
Класс(ы) патента: C02F1/42, B01D15/04
Номер заявки: 94011364/25
Дата подачи заявки: 01.04.1994
Дата публикации: 20.06.1997
Заявитель(и): Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Автор(ы): Никашина В.А.; Серова И.Б.; Руденко Б.А.
Патентообладатель(и): Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Описание изобретения: Изобретение относится к неорганической химии, а именно к области получения неорганических ферромагнитных материалов, и может найти применение в качестве магнитоуправляемых сорбентов при очистке вязких и твердых сред (почвы, ила и т.д.), а также для интенсификации процессов очистки высокомутных растворов от ионных примесей.
Известен композиционный материал с частицами размером 0,001-0,5 мм, содержащий в своем составе 2-40 об. ферро- или ферримагнитного материала и 98-60 об. синтетического цеолита. В качестве ферро- или ферримагнитного материала используется магнитный Fe3O4, γ-оксид железа (Fe2O3), феррит формулы XO·Fe2O3, где X - металл, являющийся Zn, Mn, Cu, Fe, Ni. Указанный материла диспергирован в немагнитном материале, т.е. магнитоактивную фазу в качестве центров кристаллизации вводят в реакционную смесь при синтезе цеолитов [1]
Указанный материал, как правило, получают в виде крупных гранул, что отрицательно сказывается на кинетике процессов, например, при очистке вод. Более того, способ его ферритизации предназначен для использования в процессе синтеза искусственных цеолитов, что ограничивает его применение для намагничивания природных цеолитов.
Известен ферромагнитный ионообменник, получаемый последовательной обработкой предварительно набухшего анионообменника растворами, содержащими анионообменные комплексы Fe2+ и Fe3+ типа FeCl-3 и FeCl-4, и 12-17%-ным раствором щелочи. В результате такой обработки сохраняется анионообменная емкость, а сорбент приобретает дополнительные магнитные свойства. Данные по магнитной восприимчивости в работе не приводятся.
Соотношение компонентов в этом анионообменнике в вес. следующие:
соли железа II и железа III 17
анионообменник 50
раствор щелочи 33 [2]
Поскольку для получения указанного ионообменника используется дорогостоящая синтетическая ионообменная смола и требуются значительные расходы щелочи и солей железа, получаемый ионообменник весьма дорог и не находит широкого практического применения.
Задачей настоящего изобретения является создание нового ферромагнитного ионообменника на основе природных материалов, обладающего хорошими ионообменными свойствами и высокой магнитной восприимчивостью и позволяющего решать задачи извлечения радионуклидов, тяжелых металлов из вязких и твердых сред, интенсифицировать процессы очистки вязких, высокомутных растворов.
Согласно изобретению предлагается композиция для получения ферромагнитного ионообменника, включающая ионообменный материал и магнетит, в которой в качестве ионообменного материала используют клиноптилолит фракции 0,05-0,25 мм при следующих соотношениях компонентов (мас.):
клиноптилолит фракции 0,05-0,25 мм 83-87
магнетит 13-17
В композиции используют свежеосажденный магнетит, полученный путем перемешивания соли железа II и железа III в соотношении 1:2 в виде 2,7-3,1%-ного раствора и щелочи.
В качестве щелочи используют 17-20%-ный раствор гидроксида натрия или концентрированный аммиак.
В качестве соли железа II используют соль Мора.
Природный клиноптилолит (клиноптилолитовый туф) выпускается промышленностью по ТУ 113-12-71-92. Выбор фракционного состава 0,05-0,25 мм продиктован лучшей способностью к намагничиванию, чем пыль и более крупные фракции и удовлетворительными кинетическими свойствами.
Нижеприведенные примеры иллюстрируют заявленное изобретение.
Пример 1. В реакционную емкость сливают последовательно соли закисного и окисного железа при их соотношении 1:2 так, чтобы суммарная концентрация ионов железа составляла 2,7-3,1% и нагревают до кипения, при перемешивании добавляют 17-20%-ный раствор гидроксида натрия. Возможно использование концентрированного аммиака. PH раствора составляет 7-10. К полученной густой черной массе магнетита добавляют клиноптилолит требуемого фракционного состава (зернением 0,05-0,25 мм) и количества. Соотношение массы магнетита к массе клиноптилолита должно составлять 1:5-7. Смесь хорошо перемешивают в течение 10-15 мин, нагревают до кипения и выдерживают при этой температуре 1,5-2 часа. По истечении указанного времени смесь охлаждают, после чего избыток магнетита с раствором удаляют декантацией. Сорбент промывают подщелоченной (pH 8-9) водой и сушат на воздухе. Получают сорбционный материал темно-коричневого или черного цвета, хорошо отделяющийся магнитом от других компонентов как из раствора, так и сухой смеси.
Пример 2. Сливают 50 мл 3,9%-ного раствора смеси соли Мора (0,28 г FeII) и 100 мл 2,7%-ного хлорного железа (0,56 г Fe III), нагревают до кипения, после чего приливают 12,5 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (2,5 г). К полученной массе магнетита в количестве 1 г (17 мас.) прибавляют 5 г клиноптилолита (83 мас.) фракции 0,1-0,25 мл, нагревают до кипения, выдерживают при этой температуре 1,5 часа, затем охлаждают, отделяют магнетит, промывают водой и сушат.
Получают порошок черного цвета с магнитной восприимчивостью 10700·10-6 ед. CGSM1, коэффициент распределения по стронцию 3500 (время контакта 30 суток).
Примеры 3-10 сведены в таблицу, где указаны условия получения и свойства ферромагнитного ионообменника. Осаждение магнетита щелочью при комнатной температуре снижает величину магнитной восприимчивости обработанного клиноптилолита (пример 3). Концентрация солей железа ниже 2,7% нецелесообразна из-за низкого выхода магнетита и, как следствие, невысокой намагниченности образцов. Повышение концентрации до 14-29% приводит к снижению магнитной восприимчивости (примеры 6,7). Увеличение соотношения клиноптилолита/магнетита выше 7 также приводит к снижению магнитной восприимчивости (см. пр. 4,5). Определение статической обменной емкости по Sr+2 (COE мг-экв./г) проводили из раствора 0,01 H нитрата стронция при соотношении объема раствора и массы сорбента (V/m), равном 200, и времени контакта двое суток.
Формула изобретения: 1. Композиция для получения ферромагнитного ионообменника, содержащая ионообменный материал, смесь солей железа II и железа III в соотношении 1 2 и гидроксид натрия, отличающаяся тем, что в качестве ионообменного материала она содержит клиноптилолит фракции 0,05 0,25 мм при следующих соотношениях компонентов, мас.
Клиноптилолит фракции 0,05 0,25 мм 66 68
Смесь солей железа II и железа III в соотношении 1 2 в виде 2,7 - 3,1% -ного раствора 9 12
Гидроксид натрия в виде 17 20%-ного раствора 22 23
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве смеси солей железа используют свежеосажденный магнетит, полученный путем перемешивания 2,7 3,1%-ного раствора соли железа II и железа III в соотношении 1 2 и щелочи.
3. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве щелочи используют 17 20%-ный раствор гидроксида натрия или концентрированный аммиак.
4. Композиция по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве соли железа II используют соль Мора, или сернокислое железо, или хлористое железо.