КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА


RU (11) 2081846 (13) C1

(51) 6 C02F1/42, B01D15/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94011364/25 
(22) Дата подачи заявки: 1994.04.01 
(45) Опубликовано: 1997.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 4565793, кл. В 01 J 20/00, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР N 419232, кл. В 01 D 15/06, 1974. 
(71) Заявитель(и): Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского 
(72) Автор(ы): Никашина В.А.; Серова И.Б.; Руденко Б.А. 
(73) Патентообладатель(и): Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского 

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ИОНООБМЕННИКА 

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. 


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, -оксид железа (Fe2O3), феррит формулы XOFe2O3, 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 1070010-6 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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru