Способ концентрирования бора из растворов

 

1. СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ БОРА ИЗ РАСТВОРОВ сорбцией с использованием в качестве сорбента сополимера стирола с дивинилбензолом с функциональными группами трис (оксиметил) аминометана с последующей десорбцией бора раствором минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени концентрирования бора, сорбцию ведут на сорбенте, предварительно обработанном метанолом, а десорбцию - раствором серной кислоты. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию ведут на сорбенте, предварительно обработанном метанолом, взятом в количестве 2-3 объема на 1 объем сорбента в течение 1-2 ч. 3.Способ попп. 1 и2, отличающийся тем, что десорбцию СЛ ведут 0,3-0,4 н. раствором серной т кислоты при объемном соотношении в раствор HjSO. :сорбент, равном

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК з<ю С 02 Р 1/28ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧМРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕ ПЮЬСТВУ (21) 3586240/23-26 (22) 29.04.83 (46) 15.08.84. Бюл. В 30 (72) В.И.Устинов, Т.P.Èâàíîâà, В.А.Гриненко, Н.Б.Галицкая и И.Г.Стебенева (71) Ордена Ленина институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского и Научно-производственное объединение "Пластмассы" (53) 661.65(088.8) (56) 1. Agyei Е.К.. NcNullen С..С.

g study of где isotopic abundan« оЕ boron varions sources. — С.J. of

Earth Science, ч. 5, " - 4, 921, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

У 785321, кл. С 08 F 8/32, 1980 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

БОРА ИЗ РАСТВОРОВ сорбцией с исполь" зованием в качестве сорбента сополи„„Я0„„1108077 А мера стирола с дивинилбензолом с функциональными группами трис(окснметил) аминометана с последующей десорбцией бора раствором минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения степени концентрирования бора, сорбцию ведут на сорбенте, предварительно обработанном метанолом, а десорбцию — раствором серной кислоты.

2. Способ по и. i, отличаю— ш и и с я тем, что сорбцию ведут на сорбенте, предварительно обработанном метанолом, взятом в количестве 2-3 объема на 1 объем сорбента в течение 1-2 ч.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что десорбцию ведут 0,3-0,4 н. раствором серной кислоты при объемном соотношении раствор Н SO+ . сорбент, равном (2-3):1

1 1108

Изобретение относится к концентрированию и выделению элементов для последующего масс-спектрального детектирования и может быть использовано в аналитической химии для количест5 венного химического анализа.

Известен способ выделения бора с использованием двухступенчатого ионообменного процесса. Исследуемый раствор последовательно пропускают через катионит (Dowex — 50) для отделения от катионной составляющей, а затем через анионит f1), Недостатком этого способа является неполнота выделения бора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемоI му результату является способ концентрирования бора из растворов сорбцией с использованием в качестве сор20 бента сополимера стирола с дивинилбензолом с функциональными группами трис- (оксиметил) аминометана с последующей десорбцией раствором соляной кислоты (2 ).

Недостатком известного способа является низкая степень извлечения бора (70 ).

Цель изобретения — повышение сте" пени концентрирования бора.

Поставленная цель достигается

30 предлагаемым способом концентрирования бора из растворов сорбцией с использованием в качестве сорбента сополимера стирола с дивинилбензолом с группировками трис- (оксиметил) аминометана, предварительно обрабо" танного метанолом с последующей десорбцией бора раствором серной кислоты.

При этом сорбцию ведут на сорбен- 40 те, предварительно обработанном метанолом, взятом в количестве 2-3 объема на 1 объем сорбента в течение

2 ч.

Десорбцию ведут 0,3-0,4 н. раство-45 ром серной кислоты при объемном соотношении раствор Н2S04:сорбент, равном (2-3):1.

Способ осуществляется следующим образом.

Сорбент с трис- (оксиметил) аминометаном обрабатывают метанолом (тремя объемами) в течение 1-2 ч. Заполняют колонку обработанным сорбентом, затем пропускают анализируемый раст- 55 вор. Обработка метанолом (набухание сетчатого сополимера) обеспечивает благоприятную стерическую конформа077 2 цию полимерных цепей, содержащих группы трис-(оксиметил) аминометана в реакции комплексообразования с борной кислотой в процессе сорбции. Раэмеры колонки подбирают в зависимости от содержания бора в анализируемом растворе. Элюирование проводят 0,30,4 н. серной кислотой. Применение серной кислоты (например, по сравнению с соляной, при элюировании которой степень абсолютного концентрирования несколько хуже и составляет 0,01), обусловлено тем, что для последующего изотопного анализа борная кислота подвергается реакции этерификации избытком метанола в присутствии водоотнимающего реагента в вакуумной установке. Пары эфира отбираются "вымораживанием жидким азотом в стеклянные ампулы для масс-спектрального детектирования изотопного состава бора. Серная кислота, остающаяся в пробе при упаривачии элюата, выполняет в вакуумной установке роль водоотнимающего средства, а также обеспечивает чистоту продуктов реакции. Степень абсолютного концентрирования в случае алюирования

0,3-0,4 н. Н SO+ достигает 0,004 при 98-100 степени извлечения бора.

Использование более концентрированной

Н SO4 не дает выигрыша в степени абсолютного концентрирования и затрудняет последующую стадию — выпаривание раствора.

Пример 1.0,2л раствора,содержащего 10 мг/л В, фильтруют через колонку с сорбентом (длиной 40 см, диаметром 0,25 см), предварительно промытой 0,1 н. NaOH. Скорость фильтрации 1 мп/мин. Бор вымывают 7 мл

0,4 н. Н SO4 в виде борной кислоты.

Степень извлечения по бору 70 .

Пример 2. 0,5 л океанической воды, содержащей 4,5 мг/л В, фильтруют через колонку с сорбентом, предварительно обработанным 4-6 мл метанола (в течение 1-2 ч). Длина колонки 40 см, диаметр 0,25 см. Скорость фильтрации 1 мл/мин. Бор вымывают

0,4 н. Н S04. Степень извлечения по бору 98 . Полученная борная кислота взаимодействует с 0,8-1 мл метанола (в вакуумной установке) до борнометилового эфира, пары которого отбираются путем "вымораживания" жидким азотом в стеклянные ампулы; ампулы герметично запаивают и, таким образом, исследуемый об.„азец готов для

»08077

Без обработки метанолом (прототип)

Обработан метанолом

0,2

0,4Н $0

01НSO

0,3 H SO

4,5

0,5

0,5

4,5

0,4 Н,$0

0 5 Н2S04

4,5

4,5

0,5

0,5

0,45

0,4 Н $0+

0,4 IICIt

4,5

0,5

Способ обработки сорбента

Полнота сорбции

Количество

Степень десорбции, %

Соотношение кисло

Степень абсолютконечного раствора, мл ного кон та:сорбент центрирования

1:3 5 0,0044

98 5 98

1:7%5

0,03!

00 98

1:3

0,012

0,008

0,008

1:2

1 2

97

0,004

1:2

98

1:2,7

0,01

5,5 последующего масс-спектрального газофазного анализа изотопного состава бора.

Пример 3. 1 л грунтовой воды, содержащей 0,45 мг/л В, фильтруют через колонку с сорбентом, предварительно обработанным 4-6 мл метанола (в течение 1-2 ч). Длина колонки

40 см, диаметр 0,25 см. Скорость фильтрации; 1 мл/мин ° Бор вымывают

4 мл 0,4 н. Н SO . Степень извлечения по бору 977. Дальнейшие манипуляции с полученной таким образом борной кислотой аналогичны примеру 2.

Без обработки мета- 7 иолом (прототип}

Обработан метанолом 15

Пример 4. 20-30 мг турма ина содеРжащего 8-127 В 0, разлагают

2 путем сплавления образца минерала с NaOH и осаждают гидроксиды железа и алюминия. Затем раствор фильтруют через колонку со смолой (диаметр

0 25 см, длина 40 см) со скоростью

1.мл/мин, после чего смолу промывают 50 мл дистиллированной воды. Да-!

0 лее бор вымывают 1 мл 0,4 н. Н S0

+ t степень извлечения по бору 967.

В таблице приведены сравнительные данные по концентрированию бора чэвестным и предложенным способами.

Продолжение таблицы

1108077

Составитель Н.Грибанова

Редактор Т. Веселова Техред Ж. Кастелевич Корректор М Лароши

Заказ 5826/16 Тираж 867 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Как следует из представленных данных степень абсолютного концентрирования бора предложенным способом достигает 0,004 при 98-100 степени извлечения бора. 5

Технико-экономический эффект пред" ложенного способа обусловлен повышением степени извлечения и концентрирования бора, что обеспечивает точность последукщего анализа анализируемых объектов; возможностью для выделения бора.из разбавленных растворов, например природных вод и экспрессностью, которая обеспечивается за счет сокращения промежуточных стадий (выпаривания растворов) и од,ностадийности сорбционного процесса.