Способ получения селективного ионита

Способ получения селективного ионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160876 (21) 2395684/23-05

/ с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 08 & 8/20

Государственный комнтет

Совета втнннстров СССР оо делам нзобретеннй н вткрытнй (43) Опубликовано1506.78. Бюллетень ¹ 22 (5З) УДК 661. 183. .123 (088.8) (45) Дата опубликования описания 1205.78 (72) Авторы изооретения н . Я . любман, О . Н . Чистякова и 1 . К . Иман газиева

Государственный научно-исследовательский и проектный ийститут по обогащению руд цветных металлов Казмеханобр (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОГО ИОНИТА

Изобретение относится к технологии получения полимерных материалов, используемых в качестве слрбентов. Оно может найти применение в металлургии цветных и редких металлов, в очистке сточных вод и технологических растворов, в аналитической химии.

Известен способ получения селективного ионита флуоронового типа путем конденсации реэорцилфлуорона с фор- мальдегидом (1) . Недостатками способа являются низкая обменная емкость и селективность ионита по отношению к металлам у и у1 групп периодической системы элементов, в частности емкость по сурьме составляет лишь

22,0мг/2, и использование в качестве исходного мономера такого малодоступного дефицитного и дорогого реагента, как резорцилфлуорон.

Наиболее близок к изобретению способ получения ионитов на основе формальдегида и триацетоксибензола, согласно которому аминосоединения, фенол, формальдегид, четыреххлористый титан и триаиетоксибенэол подвергают поликонденсации 121. При этом триацетоксибенэол входит в макромолекулу, не гидролизуясь, в мало активной для коор2 динации форме, вследствие чего известный ионит не имеет требуемой селективности к металлам ) и У1 групп периодической системы.

Целью изобретения является получение ионита с повышенной селективностью и сорбционной активностью по отношению к металлам у и vl групп периодической системы элементов.

Поставленной цели достигают путем проведения форконденсации 1,2,4-триацетоксибенэола с формальдегидом при молярном соотношении компонентов соответственно 1:2-4 в среде водного

lS раствора этилового спирта 33-50%-ной концентрации в присутствии серной кислоты с концентрацией в реакционной смеси 0,7-1,8 моль/л при перемешивании в течение 1-4 час и температуре

Ж 50-80 С с последующей трехмерной поликонденсацией форконденсата в статичес- ких условиях при 70-90 C в течение

30-70 час.

Создание флуороновой структуры оп25 ределяется средой, количеством формальдегида и концентрацией кислоты (катализатор). Способность олигомерной системы к образованию трехмерных структур обусловливается избыточным количеством формалвдегида по отноше610835 нию к 1,2-,4 — триацетоксибензолу, одновременно скоррелированным,с концентрацией кислоты в реакционной среде.

Образование мономеров флуоронового типа и способность к превращению в трехмерную структуру реализуются при проведении первой стадии взаимодействия 1,2,4-триацетоксибензола с формальдегидом в водно-спиртовой смеси при мольном соотношении формальдегида и 1,2,4-триацетоксибензола

2:1-4:1 и кониентэапии сенной кислоты в реакционной смеси 0,7-1,8 моль/л.

При меньших относительных содержаниях формальдегида и серной кислоты образуется олигомерная система, обладающая (5 флуороновой активностью, но не способная к последующему образоВанию трехмерной полимерной структуры. При больших относительных содержаниях формальдегида происходит расслоение формирую- 20 щейся полимерной системы с образованием смолообразных продуктов, не проявляющих характерной для флуороновых соединений комплексообразующей способ ности 25

На второй стадии осуществляется переход образовавшейся на первой стадии олигомерной флуороновой системы в нерастворимое состояние - в трехмерную структуру. Для получения комплексооб- 30 разующего полимера с оптимальными сорбционными и кинетическими характеристиками необходимо на этой. стадии реакции сохранить и включить в трехмерную полимерную фазу практически всю загру- 35 женную первоначально водно-спиртовую смесь. При этом получается неплавкий, прочный, ограниченно набухающий полимер, содержащий доступные к обмену триоксифлуороновые группировки. Это обес- 40 печивает повышенную селективность синтезированных полимеров по отношению к металлам у и у1 групп периодической системы.

Разработанный способ обеспечивает получение полимера с обменной емкостью 45 по металлам V и У1;групп периодической системы, значительно превьнаающую емкость известных полимеров. Например, предлагаемым способом получают ионит, сорбирующий более 300 мг/г сурьмы и 60 более 700 мг/г молибдена.

Пример 1 ° В трехгорлый реактор, снабженный водяной баней, мешалукой и обратным холодильником, загружают 1 кг 1,2,4-триацетоксибензола, 6 л ">5 воды и 6 л этилового спирта и перемешивают при 60 С до полного растворения.

Затем порциями прибавляют 0,54 л концентрированной серной кислоты (уд.вес

1,836) и продолжают перемешиВание в 60 течение 1 час при 60 С. В охлажденную до 40 С смесь прибавляют 0,89 л формалина (концентрация 46,5В,уд.вес 1,094) и процесс продолжают в течение 3 час при 60 С. Полученный форконденсат переносят в герметично закрывающийся сосуд и выдерживают при 80 С в течение

35 час, получают механически прочный гидрофильный блок.

Полученный полимер измельчают и просеивают с отбором фракции 0,2-0,8 мм, которую обрабатывают 10 удельными объемами 15%-ной серной кислоты и отмывают дистиллированной водой до отсутствия окисляемости по перманганату калия.

Пример 2. В трехгорлый реактор, снабженный водяной баней, мешалкой и обратным холодильником, загружают 1 кг

1,2,4-триацетоксибензола, 6 л воды и

4,5 л. этилового спирта, смесь перемешивают при 60 С до полного растворения.

Затем порциями прибавляют 0,81 л концентрированной серной кислоты (уд.вес

1,836) и продолжают перемешивание в течение 1 час при 60 С. В охлажденную до

40 С смесь прибавляют 0,60 л формалина (концентрация 36,5Ъ, уд. вес 1,094) и процесс продолжают в течение 2 час при

60 С. Полученный форконденсат переносят в герметично закрывающийся сосуд и выдерживают при 80 С в течение 45 час

Получают механически прочный гидрофильный блок.

Полученный полимер измельчают и просеивают с отбором фракции 0,2

0,8 мм, которую обрабатывают 10 удельными объемами (уд.об.) 15%-ной серной кислоты и отмывают дистиллированной водой до отсутствия окисляемости по перманганату калия.

С использованием сорбента, полученного по примеру 1, проводили извлечение сурьмы из медного электролита электролизного цеха Балхашского горнометаллургического комбината. Состав электролита, г/л: сурьма 0,4, медь 52, никель 22, серная кислота 160. Этот электролит пропускали через колонку, загруженную 0,5 кг синтезированного ионита, со скоростью 10 уд.об/час. При этом емкость ионита по сурьме составила до проскока 50 мг/г полная динамическая обменная емкость 320 мг/г. Другие компоненты данного раствора на синтезированном ионите не сорбировались. Емкость по сурьме известного ионита составляет 38 мг/г. К равен

58 °

Аналогично изложенному с помощью сорбента по примеру 1 проводят очистку промывной серной кислоты сернокислотного цеха Балхашского горно-метал.лургического комбината от мышьяка.Состав промывной серной кислоты, г/л: мышьяк 1,1, медь 0,2, цинк 4,4, серная кислота 108. Этот электролит пропускали через колонку, загруженную

0,5 кг синтезированного ионита, со скоростью 10 уд.об/час. При этом емкость ионита по мышьяку составила до проскока 30 мг/г и полная динамическая обменная емкость 85 мг/г. Другие компоненты данного раствора на синтезированном ионите не сорбировались.

6!0835

Формула изобре-.ения

Составител„ь В.Мкртычан

Редактор Е.Хорина Техред 3. фанта Корректор B- Сердюк

Заказ 3091/19 Тираж 641 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета. Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Емкость по мышьяку известного ионита составляет 34 мг/г.

С использованием сорбента, полученного по примеру 2, проводили извлечение молибдена из сернокислых растворов электрофильтров молибденовой фабрики Балхашского горно-металлургиЧеского комбината. Состав электролита, г/л: молибден 2,0, рений 0,41, серная кислота 51. Этот электролит пропускали через колонку, загруженную 0,5 кг синтезированного (см. пример 2) ионита, со скоростью 10 уд. об/час. При этом емкость ионита по молибдену составила до проскока 250 мг/г и полная динамическая обменная емкость 750 мг/г.

Известный ионит сорбирует молибден в количестве 19 мг/г.

На этом же сорбенте проводили извлечение ванадия из сернокислотного раствора, содержащего 1,0 г/л ванадия 20 (в виде ванадат-иона) и имеющего рН1.

Этот раствор .пропускали через колонку, загруженную 0,5 кг синтезированного ионита, со скоростью 10 уд,об/час.

При этом емкость ионита по ванадию 28 составила до проскока 110 мг/г и полная динамическая обменная емкость

996 мг/г. Известный ионит сорбирует ванадий в количестве 7 мг/г.

Способ получения селектинного ионита на основе формальдегида и 1,2,4-триацетоксибензола, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения ионита с повышенной селективностью и сорбционной активностью по отношению к металлам у и 1 групп периодической системы, 1,2,4-триацетоксибензол подвергают форконденсации с формальдегидом при молярном соотношении компонентов соответственно 1:2-4 в среде водного раствора этилового спирта 3350Ъ-ной концентрации в присутствии серной кислоты с концентрацией в реакционной смеси 0,7-1,8 моль/л при перемешивании в течение 1-4 час и температуре 50-80 С с последующей трехмерной поликонденсацией форконденсата в статических условиях при 70-90 С о в течение 30-70 час.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. 3. Apyf Chem., 1962, 12, р 500-505. .2. Авторское свидетельство СССР

М 395417,кл. С 08 & 79/00, 1971.