Способ получения фосфорсодержащего катионита

Способ получения фосфорсодержащего катионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ag> SU ui>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3813095/23-05 (22) 22.08.84 (46) 23.02.86. Бюл. 11= .7 (72) Ю.А.Лейкин, Т.А.Черкасова, А.А.Ильинский, А.И.Зорина, М.Н.Расторгуева, Н.П.Величко, В.Ф.Додатко, И.M.Âëàäû÷êèí и Ю.И.Кузовов (53) 661.183.123.2(088.8) (56) Иаловик В.B. и др. Технология получения фосфоновокислотного катионита СФ-5. — Химическая технология, 1976, 9 4, с. 21-23.

Авторское свидетельство СССР

В 821444, кл. С 08 F 8/12, 1979. (51)4 С 08 J 5 20 С 08 F 8/40 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО КАТИОНИТА фосфорилированием сополимера стирола с дивинилбензолом треххлористым фосфором в присутствии треххлористого алюминия и последующим гидролизом в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, создания малоотходной технологии, а также улучшения качества катионита, фосфорилирование проводят в присутсгвии элементарной серы в количестве 0,32,0 молей на 1 моль сополимера и гидролиз проводят в присутствии фосфорной кислоты в количестве 1520 молей на 1 моль сополимера.

20 — СН вЂ” CH—

-СН-CH—

+va —

А1С13

40

Изобретение относится к области получения ионообменных смол для гид- рометаллургии.

Одним из перспективных направлений в синтезе селективных ионообменных смол является синтез фосфоросодержащих комплексообразующих ионитов, проявляющих большую специфику в процессах сорбции.

Цель изобретения — упрощение технологии получения фосфорсодержащего катионита при сокращении количества стадий процесса, создание малоотходной технологии, а также улучшение качества катионита.

Достижение укаэанной цели обеспечивает проведение фосфорилирования в присутствии элементарной серы в количестве 0,3-2,0 молей на 1 моль сополимера и проведение гидролиза в среде фосфорной кислоты.

Проведение фосфорилирования в присутствии менее 0,3 молей серы не

Пример 1. В реакционную колбу помещают 10 r (0,096 моля) макропористого сополимера стирола

90 мас.Ж и дивинилбензола (ДВБ)

10 мас.Х, диаметр гранул 1,0-1,2 мм, вводят 80 мл (1,023 моля) РС1, 12,83 r (0,096 моля) А1С1>, 3,08 r (0,096 моля) элементарной серы. Реакционную смесь нагревают при перео мешивании до кипения (70-75 С) и выдерживают при этой температуре 6 ч

Затем колбу охлаждают до комнатной температуры, жидкую фазу удаляют фильтрацией, а образовавшийся дихлорангидрид полистиролтиофосфиновой кислоты промывают фосфорной кислотой. После удаления промывного раствора в колбу вводят 100 мп (20 молей) фосфорной кислоты и при перемешивании 50 мл воды. Гидролиз проходит мягко, без разогрева в течение 40 мин. На фильтре Шотта отделяют сорбент от маточника гидролиза, который передают на синтез удобрений. Анализ жидкой фазы показал отсутствие серы. Промывку сорбента проводят перекисью водорода и вьдой.

13038 2 дает удовлетворительной емкости катионита: обменная емкость остается на уровне прототипа (порядка 7,5 мг-экв/r). Увеличение количества серы более 2,0 молей также не создает эффекта приращения емкости и способствует перерасходу реагента.

Объем жидкой фазы, достаточный для теплосъема в процессе гидролиэ®, обусловливает необходимое количест» во фосфорной кислоты (15-20 молей на 1 моль сополимера). При меньшем ! количестве фосфорной кислоты наблюдается заметный разогрев peaicционной смеси, снижающий прочность сорбента.

Жидкая фаза после гидролиза используйтся для приготовления удобрений.

Схема получения фосфорсодержащего катионита по предлагаемому способу следующая:

-сн — сн— ЫЪ,. p OH

Н20

Р=$ Р= О

0Н

Объединенные промывные растворы разбавляют водой, высаживая серу, которую повторно исполвзуют. После этой операции промывные воды не содержат A13+ P u S и их возвращают для повторного использования.

Обменная емкость фосфорсодержащего катионита по 0,1 í. NaOH

10 мг-экв/г, механическая прочность

99Х.

Пример .2..В реакционную колбу помеп1ают 10 г (0,096 моля) макропористого сополимера стирола и

ДВБ, вводят 80 мл (1 23 моля) РС1

12,83 r (0,096 моля) А1С1> и

0,925 г (0,03 моля) элементарной серы. Далее процесс фосфорилироваыцу гидролиэа и обработку сорбента про» водят в соответствии с примером 1.

Обменная емкость фосфорсодержащуго катионита по О, 1 í. NaOH 8,8 мг. экв/г, механическая прочность 100Х, П "р и м е р 3. В реакционную колбу -помещают 10 г (0,096 моля) сополимера сткрола и ДВБ, вводят 80 мл (1,23 моля) РС1, 1,2,93 г (0,096 моля) А1С1з и 6,17 r (0,192, моля) эде.

13038!

10 Известный 4,4

7,9 . 94"96 Не преду смот l5 рена

Предлага20 емый способ

Окисление

Передача на не производит- 98ся - 100 произ»

8,810,05 водство удобрений

25 ность промывных вод не оказывает вредного воздействия на, окружающую сре"дне

Составитель Г.Русских

Редактор С.Лыжова Техред 3.Палий Корректор О.Луговая

Заказ 725/36 Тираж-471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS,.Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент" ° г.ужгород, ул.Проектная, 4 з 12 ментарной серы. Далее процесс проводят в соответствии с методикой примера 1.

Обменная емкость фосфорсодержащего катионита по 0,1 í. NaOH

9,75 мг-экв/г, механическая прочность 98Х.

В таблице приведены физико-химические характеристики фосфорсодержащих катионитов, полученных по пред-. лагаемому и известному способам.

Предлагаемый способ позволяет значительно снизить токсичность вод.:ных стоков и газовых выбросов ввиду отсутствия в промывных растворах соединений трехвалентного фосфора,так как уже на стадии фосфорилирования фосфор переходит.в пятивалентную нетоксичную форму. Кроме того, за ,счет отсутствия стадии окисления полностью исключается возможность загазованности окружающей среды окислами азота и загрязнения водных стоков продуктами деструкции полимера, наблюдаемыми при окислении азот-! ной кислотой, т.е. с точки зрения .экологии. способ предусматривает максимальное использование сырья и минимальное поступление токсичных веществ в окружающую среду и не оказывает на нее вредного воздействия.

;I p и м е ч а н и е. Высокая токсич