Сорбент для обнаружения скрытыхрудных месторождений

Сорбент для обнаружения скрытыхрудных месторождений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е »794935

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.06.78 (21) 2636480/23-05 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 20.02.81 (51) М.Кл.з С 08 L 1/08

С 08 В 15/05

G 01 N 31/04

Государственный комитет

:cccp (53) УДК 661.728.8 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. Н. Ермоленко, В. К. Лукашев, Н. К. Лунева, Л. В. Вячеславова и К. М. Самойлюкович

Институт общей и неорганической химии

АН Белорусской ССР и Институт геохимии и геофизики

АН Белорусской ССР (71) Заявители (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

СКРЫТЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Изобретение относится к созданию поли мерных сорбентов для концентрации металлов из ослабленных ареалов рассеяния глубокоскрытых рудных месторождений,и может быть использовано для проведения геохимических поисков полезных ископаемых.

Из известных аналогов, наиболее близ,ким по технической сущности к изобретению являются, искусственные сорбенты на О основе полимерных соединений, которые могут использоваться для обнаружения скрытых месторождений, рудных тел (например, ионообменные смолы), и хотя они пока не получили применения в геологической практике, есть предположение, что со временем они будут использоваться при опробовании вод речной сети,,куда они будут опускаться на несколько месяцев Il).

Недостатками, присущими,искусствен- 20 ным сорбентам, является низкая избирательность сорбции, а также неудобная для

:использования физическая форма, что .затрудняет работу с ними.

Цель изобретения — повышение изби- 25 рательности сорбции металлов и упрощение поиска места залегания руд, Поставленная цель достигается тем, что ,известный сорбент на основе полимерных соединений,,в качестве последних содержит полифосфат и этиленд иаминтетраацетатбо.рат целлюлозы при их соотношении 1: 1 — 2 соответственно.

Возможность использования сорбента для обнаружения скрытых рудных месторождений при экспериментальных .поисках в одном,из районов гумидной зоны проверялась в сложных геологических условиях, где под лесками мощности около 20 — 30 м при геологоразведочных работах были выявлены отдельные метасоматические тела с редкометальной минерализацией. Обычные геохимические методы поиска не давали на этом участке надежных результатов.

Опыты по проверке особенностей выщелачивания металлов из современной почвы в нескольких точках показали, что более глубоко закопанные сорбенты имеют значительно более высокие содержания металлов, чем приповерхностные, что подтверждает привнос металлов из глубинных источников.

Хотя накопление металлов на сорбентах в ряде случаев может происходить значительно быстрее, срок нахождения сорбента в грунте около 2 4 месяцев в летне-осеннее время позволяет, избежать отдельные случайные гидро-климатические колебания, как,,например,:изменения соста794035

Таблица 1.

Величина сорбции по отдельным ионам, яг эка/z

Вид сорбента Са++ !

F e+++

Со++

Ха+ Ni++

1,5 !

2,0

5,7

5,2

0,5

2,8

3,4

3,3

3,4

2,9

3,8

3,5

3,7

3,5

0,7

0,6

5,2

5,2

5,2

5,2

Т а б л и ц а 2

1,"с:н.:чина сорбции из смеси ионов, мг экв/г

С",++, ." + Х1++ l Со++ Ре+++ Zп++

Вид сорбента

1,2 : 0,9

2 2,:. .9

0,9, 0,3

0,15 0,3 !

0,15 0,45

0,10 0,38

0,3

0.8

0,5

0,10

0,2

0,45 ! 0,30

0,14!

1редлага мый

: о прототипу

КУ-2

0,14 о 75, 1 82

0,02 ва грунтовых вод,из-за сильных доакдей, и получить более усредненные результаты.

Извлеченные через четыре месяца образцы отмывали от песка и других взвешенных частиц дистиллированной водой, высушивали до,воздушно-сухого состояния при температуре 105 С, доводили до постоянного веса и,подвергали химическому анализу, П р.и м е р 1. Сорбент получают путем проведения реакции этерификации целл1олозы пирофосфорной кислотой и этилендиаминтетрауксусной и борной кислотами, Для этого в ванну, .содержащую расплав мочевины пирофосфорной,кислоты в соотношении 1: 1, вносят целлюлозу в количестве ЬО г .и .пропитывают в течение 0,5 ч.

Затем образцы термообрабатывают,при температуре 160 — 180 С в течение 1 ч. После этого образцы промывают до нейтральной реакции и переводят .в Н вЂ” форму обработкой 0,5%-ным HCI. Затем образцы продукта 1 (пирофосфат целлюлозы) повторно промывают и высушивают.

Кроме этого, реакцию этерификации проводят в .насыщенном .растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты с добавлением борной кислоты (последняя вводится для увеличения термостабильности плавки) 1 редлагаемый при следующем со отношении компонентов, вес. ч.

П 1:Ц+ЭДТЛВ

100+ 100

100+200

100+ 150

По протот..п, КУ-2

Несмотря на то, что обменная емкость предлагаемого сорбента несколько ниже по каждому отдельному катиону по сравнению с известным сорбентом КУ-2 (данные табл. 1), избирательность предлагаемого сорбента к катионам цветных металлов значительно выше КУ-2. Так, предлагаемый сорбент имеет,в три раза лучшую избирательность к ионам Ni++, в 8 раз больи мочевины в соотношении 1: 3. Пропитку материала осуществляют в течение 1 ч.

Образцы продукта II этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы (ЭДТАБ) промывают до рН 7.

Синтезированные комплексообразующие производные целлюлозы содержат фосфора

8 — 10%, азота 1 — 2%, бора 1 — 2% и имеют емкость (продукт 1) до 3,5 мг экв/г,продукт II — до О,б лг зкв/г.

Кривые потенциометрического титровагния сорбента (продуктов 1 и II соответственно приводятся на фиг. 1:и 2).

Как следует из фиг. 1, пирофосфат цел15 люлозы (ПФЦ) характеризуется тремя перегибами в области рН 5,1; 8,3; 10,0, что свидетельствует о его полифункциональности, для ЭДТАБ характерны перегибы в областях рН 8,3 и 10,4 (фиг. 2).

Сорбент, состоящий .из 100 вес. ч. ПФЦ и 100 вес. ч. ЭДТАБ, подвергают исследованию в лабораторных условиях для определения величины сорбци и по отдельным

25,ионам, а также для изучения его избирательности к ионам Ni++, Со++, Хп++, (;a++ при со,вмест,ном нахожден:ии их в растворе. Результаты этого исследования представлены в табл. 1 |и 2. шую избирательность к ионам ге+ + и в

20 раз большую избирательность к ионам

Zn ++.

Это происходит,цз-за того, что,константы устойчивости комплексов, образованных комплексообразующими группами (фосфатными и этилендиаминтетраацетатными) предлагаемого сорбента,с катионами цветных металлов, значительно выше, чем

794035

Таблица 3

Содержание цинка (в .1 г) в различных точках от рудного тела

Вид сорбента

1

2 3 За .4

Предлагаемый при следующем соотношении компонентов, вес, ч: полифосфат целлюлозы 100+этилендпамиптетраацетат борат 100 полифосфат целлюлозы 1СО+этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы 200

По прототипу — КУ-2

4,65 10,08

6,2

4,23

10,0 245,9

17 140

5,0

2,0

36,52

5,8

40,0

10,0

Таолица 4

Содержание кадмия (в Т/г) в различных точках от рудного тела

Вид сорбента

За

Предлагаемый. вес. ч: полифосфат целлюлозы 100 +

+ этилендиаминтетраацетат борат целлюлозы 106 поли фосфа г целлюлозы 1ОО +

+ э-.илендиаминтетраацетат борат ЮО

0,75

0,50

О,I2

0,18

0,19

0,83

0,74

0,2

0,52

О,!0

П р им е чан не: точка 1 расположена вне зоны рудного тела. В зоне рудного тел;: точка 2 в районе скв. ГЮ5, на гл. 1,6 м; точка 3 в районе скв. 410, на гл. 1,3 м;

-.î÷êа За в районе скв. 505. на гл. 166 м; 15 м от скважины 41О; точка 4 — расположена вне зоны рудного тела, ЗСО м к западу от скв. 505, на гл. О,65 м. известного сорбента КУ-2, что повысит надежность геохимического поиска скрытых месторождений,при использовании» его по целевому, назначению.

Повышение надежности геохимического поиска скрытого месторождения иллюстрируют опыты, проведенные в полевых условиях в районе гумидной зоны.

Как подсказывают полученные данные, избирательность синтезированного мате1

Как видно из табл. З,и 4, полученные данные позволяют четко зафиксировать положение рудного тела (точки 3 и 2) при его глубине 20 — 30 м и под покровом рых- 15 лых осадочных пород.

Пример 2. Сорбент получают так, как описано в примере 1. Сорбент, состоящий из 100 вес. ч. ПФЦ:и 200 вес. ч. ЭДТАБ 20 исследуют, как описано в .примере 1. Данные о величине сорбции, избирательности и селективности представлены в табл. 1 и 2 (сорбент 2).

Пример 3. Сорбент получают так, 25 как описано и примере 1. Сорбент состоит из 100 вес. ч. ПФЦ и 150,вес. ч. ЭДТАБ.

Данные об избирательности, а также о величине сорбции представлены:в табл. 1 и

2 (сорбент 3).

30 риала в среднем в 10 раз больше, чем используемого параллельно, известного сорбента КУ-2, что существенно повышает надежность поиска скрытого рудного месторождения.

После проведения сорбции сорбенты подвергают озолению при температуре

350 †4 С, переводу в солянокислую форму и последующему анализу с помощью химического, атомно-абсорбционного и спектрального анализа (табл. 3 — 4).

Использование компонентов сорбента в другом соотношении не приводит к достижению указанного эффекта.

Таким образом, аредлагаемый сорбент более эффективен при анализе смеси ионов в геохимическом поиске месторождений рудных тел. Этот сорбент отличается от выбранного прототипа строго определенными .и охарактеризованными сорбционными свойствами, повышенной, избирательностью к катионам цветных металлов, высокой скоростью сорбции, имеет .развитую активную поверхность, обеспечивает благоприятную кинетику ионного обмена, быстрое установление равновесия. Они удобны в раооте в сложных полевых условиях, отно ительно дешевы в производстве, что может обеспечить их широкое применение при г=-олого-разведочных рабогах. Предлагае794035

Формула изобретения ï

:а— юп О!Иа0Н

pz 01АЮ//

Фдг. 2! Ю Х

Az.1

Составитель Т. Мартинская

Техред И. Пенчко

Редактор Л. Ушакова

Корректор С. Файн

Заказ 1763/131 Изд. № 129 Тира к 541 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Хагьк. фил. пред. «Патент» мый сорбент может найти использование не только при гидрогеохимических поисках, но и литогеохимических поисках путем погружения в грунт.

Сорбент для обнаружения скрытых рудных месторождений, на основе полимерных соединений, отл и ч а ющ ий ся тем, что, с пелью повышения избирательности сорбц ии металлов и упрощения аоиска места залегания руд, в,качестве полимерных соединений сорбент содержит полифосфат и этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы при .их соотношении 1: 1 — 2 соответственно.

Источник,инфо рмац ии, принятый во внимание при экспертизе:

1. Левинсон А. Введение в поисковую

10 геохиыию. М., «Недра», 1976, с. 150— (прототип) .

° ° м е