Способ получения сорбента на основе диоксида марганца для извлечения лития из растворов

Способ получения сорбента на основе диоксида марганца для извлечения лития из растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии ,в частности, к способам получения сорбентов для извлечения лития из растворов, может найти применение в металлургической, химической и других отраслях промышленности, а также при очистке промышленных стоков и в аналитической химии. Сорбент получают в виде волокна формованием из композиции следующего состава мас. %: модифицированный диоксид марганца 4-24, фторопласт 8-12, полимер или олигомер этиленгликоля 3,2-24, поверхностно-активное вещество, растворимое в органическом растворителе, 0,15-1,2, диметилформамид или ацетон до 100, в осадительную ванну, содержащую 40-80%-ный водный раствор органического растворителя. В случае использования полимера этиленгликоля используют полиэтиленгликоль мол. м. 5000-10000, в качестве органического растворителя - диметилформамид, а формование осуществляют в осадительную ванну, содержащую 40-80% диметилформамида. В случае использования олигомера этиленгликоля используют стеарокс 920, в качестве органического растворителя - ацетон, а формование осуществляют в органическую ванну, содержащую 4-6% ацетона. Затем сформованный волокнистый сорбент дополнительно вытягивают на 300-700%. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

сОюз сОветсних. ссн.1иАлистических

РЕСПУБЛИН (191 (11) А1 (su e В 01 1 20/00, 20/22 эГ °,,, " °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ пРи Гннт сссР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4257760/31-26 (22) 09.06.87 (46) 23.07.89. Бюл. Ф 27 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина и Институт вулканологии Дальневосточного научного центра АН СССР (72) Ю.Г.Кряжев, Н.В.Гришина, З.А.Зазулина, Е.В.Добижа, Ю.П.Трухин и P.À.|11óâàëoâ (53) 661.183.12 (088,8) (56) Леонтьева Г.В. и др. Синтез катионита ИСМ-2А, селективного к ионам натрия: Сб. Химия и технология неорганических сорбентов, — Пермь:

Иэд-во ППИ, 1979, с. 24-27.

Вольхин В.В. и др. Ионно-ситовые катиониты для селективной сорбции лития: Сб. Химия и технология неор-1 ганических сорбентов. — Пермь,Иэд-во

ППИ, 1980, с. 67-71. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА

ОСНОВЕ ДИОКСИДА МАРГАНЦА ДЛЯ ИЗРЛЕЧЕНИЯ ЛИТИЯ ИЗ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения сорбентов для извлечения лития из растворов, может найти применение в металлургической, химиИзобретение относится к химической технологии, конкретно способам разделения, к способам получениясорбентов для извлечения лития из растворов, и может найти применение а металлургической, хими- ческой и других отраслях промыщлен2 ческой и других отраслях промьппленности, а также при очистке промышленных стоков и в аналитической химии °

Сорбент получают в виде волокна формованием из композиции следующего состава, мас.7: модифицированный диоксид марганца 4-24, фторопласт 8-12, полимер или олигомер этиленгликоля

3,?-24, поверхностно-активное вещество, растворимое в органическом растворителе 0,15-1,2, диметилформамид или ацетон до 10О, в осадительную ванну, содержащую 40-807-ный водный раствор органического растворителя. В случае использования полимера этилен1 гликоля используют полиэтиленглие коль мол.м. 5000-10000, н качестве органического растворителя — риметилформамид, а формование осуществляют в осадительную ванну, содержащую

40-807. диметилформамида. В случае использования олигомера этиленгликоля используют стеарокс 920, в качестве органического растворителя — ацетон, а формование осуществляют в органическую ванну, содержащую 4-6Х ацетона. Затем сформованный BQJIQKHHcTblA сорбент дополнительно вытягивают на

300-700Х. 1 э.ц. A-лы, 3 табл. ности, а также при очистке промышленных стоков и в аналитической химии.

Целью изобретения является повышение механической прочности сорбента при сохранении его сорбционной емкости.

1494970

25

При осуществлении предлагаемого способа в качестве реагентов для формирования волокна используют следующие вещества, В качестве фторопластов используют фторсодержащие полимеры, например Ф-42, Ф-2. Сорбент ИСМ-1 изготовлен по известному способу. Используют, например, полимеры (олигомеры) этиленгликоля — ПЭГ с молекулярной массой 5000-10000 и стеарокс

920. Использование ПЭГ с молекулярной массой ниже 5000 не позволяет достичь необходимую сорбционную емкость, 15 увеличение молекулярной массы свыше

10000 вызывает повышение вязкости композиции и, следовательно, ухудшает условия формования. Стеарокс 920 представляет собой смесь олигомеров этиленгликоля со степенью полимеризации 9 и 20 в виде эфиров со стеариновой кислотой, В качестве ПАВ, растворимых в органических растворителях, используют, например, синтамин ДТ-18, выравниватель А, проксамин-385, AeHQKcojl ВИС-15, проксанол ЦЛ-3.

Пример 1. В раствор фторо- 30 пласта Ф-42 в ДМФ добавляют сорбент

ИСМ-1, поверхностно-ак гивно= вещест-зо (ПАВ), выравниватель А и ПЭГ с молекулярной массой 7000. Состав композиции, мас.%: Ф-4? 10; ИСИ-1

14;выравниватель А 0,7; ПЭГ-14,2; органический растворитель остальное. Из данной композиции формуют волокно через фильеру с чнслом от.верстий 40, диаметром отверстия 40

0,08 мм в осадительную ванну, содержащую 60%-ный водный раствор ДМР, с последующей вытяжкой íà 500%. Волокно промывают водой, высушивают.

Сорбционную емкость определяют в ди- 45 намических условиях. Полученный сорбент загружают в колонку диаметром

10 мм, высотой 500 мм, через которую со скоростью ?00 мл/ч пропускают раствор, содержащий NaC1 3 г/л, 50

НАДБО 200 мг/л; К SO 200 мг/л

LiC1 15 мг/л. рН раствора для сорбции 8,3 мг/г, сорбционная емкость по литию 11 мг/г. Процесс десорбции осуществляют 0,2 í IINO>. После про- 55 ведения 300 циклов процесса сорбции— десорбции механическая прочность сорбента составляет 100Х, сорбционная емкость по литию 11 мг/г.

В табл.1 приведены примеры 2-21, в которых приготовление композиции, формование сорбента, а также процесс сорбции — лесорбции осуществляют аналогично примеру 1, механическая прочность волокнистого сорбента 100Х, I

Пример 22. В раствор фторопласта 2 в ацетоне добавляют сорбент

ИСМ-1, проксанол ЦЛ-3 20,7Х, стеарокс

920 14,2%. Из данной композиции формуют волокно через фильеру с числом отверстий 40, диаметром 0,08 мм в осадительную ванну, содержащую 5Х-ный водный раствор ацетона, с последующей вытяжкой на 500%. Волокно промывают водой, высушивают. Сорбционную емкость определяют в динамических условиях. Полученный сорбент загружают в колонку диаметром 10 мм, высо" той 500 мм, через которую со скоростью 200 мл/ч пропускают раствор, содержащий NaC1 3 г/л1 НэВОэ 200 мг/л

K SO< 200 мг/л, LiCI 15 мг/л. рН раствора для сорбции 8,3, сорбционная емкость по литию 11 мг/г. Процесс десорбции осуществляют 0,2 í HNO .

После проведения 300 циклов сорбции— десорбции механическая прочность волокнистого сорбента составляет 100Х

М сорбционная емкость по литию

11 мг/г.

В табл.2 приведены примеры 23-39, в которых приготовление композиции, формование сорбента, а также процесс сорбции — десорбции осуществляют аналогично примеру 22, механическая прочность волокнистого сорбента 100Х..

В примерах 40-45, приведенных в табл.3, формование сорбента проводят по примеру 1.

Как видно иэ приведенных примеров, только совокупность предлагаемых режимов получения сорбента, позволяет повысить в 10-12 раэ его механическую прочность при сохранении сорбционной емкости на уровне известного сорбента.

Повышение механической прочности полученного по предлагаемому способу композиционного сорбента позволяет при его использовании в многоцикличном режиме извлечения лития снизить его расход (в пересчете на основу — сорбент ИСМ-1) в количестве 1,5 т на 1 т извлеченного лития.

Состав композиции> нас.l

Сорбцноккая

Содеряакие ДКФ в осадительной ванне

Степень вытяккн, ПЭГ

ПЛЗ ДИФ

Фторопласт емкость, мг/т

5ОО

750

71,1

51,1

63,!

59,!

72,1

51,3

61,65

60,6

61,1

61>1

61,1

61,1

0,7

0,7

О ° 7

0,7

0,7

0,7

0,15

1,2

0,7

0,7

0,7

0,7!

4,2

14,2

14,2

14,2

3,2

24

14,2 !

4,2

14,2 !

4,2

14,2

14,2

2 4

3 24

4 14

S 14

6 14

7 14

8 14

9 14

10 14

11 !4

12 14

13 14

Ь !

700

61,8

61,1

0,7

0,7

24

3,2

1О

14 3 ° 5

1S 25

16 24

17 14

1Ь 14

19 14

20 14

700

61 ° 8

50 ° 3

1 2

0,7

3,0

1О

63,1

1,2

7,5 14 ° 2

12 .14 ° 2

58,6

1,2

61,1 35

0,7

10 14 ° 2

250

61,1

0,7

l4 2

21 14

Ь щмвьерж 1-4, 9-12 19-21 яспольаувт фторопласт Ф-42 в црнмерак .5-8 ° 13-18 - фтороаласт Ф-2.

Ь примеры 1-3 ° 19-20, 12-13 Яслольауят ПЭГ с молекулярной массой 7000, ° арямеры 7-11> 14-16 - с молекулярной массой 10000, в аримерак

4 Ь, 17, 18 я -21 - с молекулярной массой 5000 °

1 2 9 10 12 использует вмравияватель Л, в римерен

b примеры ° > ° h нктамин ДТ-18 в

4 ° 11 ° 16-18 - ироксамяя-385, в аревры 3,7 я 19 - снктамин gT- °

aphheры 5 13 и 20 -феиоксел ЭНС-15, ° Яримерак 6,! 4,15 и 21 щюксаиол IPI-3, 5 14949

Формула изобретения

1. Способ получения сорбента на основе диоксида марганца для извлечения лития из растворов, включаю5 щий !ормование прокаленного при 400»

500 С диоксида марганца в литиевой форме, отличающийся тем, что, с целью повьвпения его механической прочности при сохранении сорбционной емкости, диоксид марганца

Ф смен!ивают с раствором и!торопласта в органическом растворителе, выбранном иэ группы диметилдюрмамида 15 или ацетона, полимером или олигомером этиленгликоля и поверхностно-активным веществом, взятых в следующем соотно!Ненни, мас.X:

Диоксид марганца 4-24 20

Фтороплас т 8-12

Полимер или олигомер зтиленгликоля 3,2-24

Поверхностно-активное вещество О, 15-1,2

Ор r а нич ес кий растворитель 51,3-72,1, а Формование волокна осуществляют методом экструзии в осадительную ванну, содержащую водный раствор диметилформамида или ацетона, и его вытязкой на 300-700Х.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве полимера или олигомера этиленгликоля используют полиэтиленгликоль с мол.м. 5000-10000 или стеарокс 920, а дюрмование волокна проводят в ванну, содержащую 40-80Х-ньй раствор диметилАормамида или 4-6Х-ный раствор ацетона.

Таблица 1

10,6

11,0

11,0

11,0 !

0>8

11,0

11,0 !

1>О !

О 9

11,0

7,5

Не формуется

8,5

Не форнуется

9,2

Не форнуется

Не форнуется

Не формуется

Re формуется

8,5

1494970

Таблица 2

Пример

Состав композиции, мас.Х

Содерл ание

Степень

Сорбционная емкость, мг/г вытяжки, Х

Стеа- ПАВ Ацетон рокс

920

ИСМ-1

Фторо1 пласт ацетона в осадительной ванне,Х

700 10,7

300 11,0

500 11,0

500 11,0

700 10,6

300 11,0

300 10;5

700 11,0

250 6,8

700 Не формуется

700 7,6

Не формуется

8;9

Не формуется

Не формуется

Не формуется

23 4

24 24

25 14

26 14

27 14

28 14

29 14

30 14

31 14

32 14

14,2

14,2

14,2

14,2

3,2

24

14,2

14,2

14,2

14,2

12

71,65

50,6

63,1

59,1

72,1

51,3

61,1

61,!

61,1

61,1

0,15

1,2

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

5

5

5

6

3,3

6,5

61,8

61,1

10 24 0,7

10 3,2 0,7

33 35

34 25

35 24

36 14

37 14

38 14

700

61,8

50,3

10 3 1,2

10 25 0,7

63,1

7,5 14,2 (,2

12,5 14,2 0,7

58,6

39 (из11,0 вестныи) В примерах 23-26, 32-35 используется фторопласт Ф-2, в примерах

27-31, 36-38 — фторопласт Ф-4?. %

В примерах 23, 32 используют проксанол ЦЛ-3, в примерах 24, 26, 33 и 34 феноксол ВИС-15, 25, 27, 35, 36 — проксамин-385, 28,29,37 — синтамин

ДТ-18, 30, 31, 38 — выравниватель А.

Таблица 3!

Пример

Состав композиции, мас.й

Степен вытял к

Х орбционСорераание ДМФ в осадительной ванне,X арактеистика

ИСМ-1 Фторо- ПЭГ пласт

ПАВ ДМФ ая ость мг/л

Ф 7i2

4,0

500 1,4

0,5

0 7 61,1 60

0,7 72,3 60

07 753 60

0,7 75,3 60

14,2

3,0

40 14 10

41 14 10

42 14 10

43 14 10

1494970

Продолаение табл.3

Пример

Состав композиции, мас.Z

Характеристика орбонПЭГ ПАВ

ИСМ-1 Фторонласт ная ость, мг/л

14

1420161760 ность пряд. комп.

11,0 Повышенный расход ПАВ без новыаения по142 15 603 60

14 10 лоиительного эффекта

Составитель Т.Чиликина

Техред Л.Олийнык Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Редактор И.Горная

Заказ 4150/5 Тирам 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Сорервание ДМФ в осадительной ванне,Х

Степень вытяаки

3 ем

Нестабильное формование, понивенная стабиль