Способ получения комплексообразующего ионита

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОШЛЕКСООБРАЗУЩЕГО ИОНИТА, включающий взаимодействие полимера с ионообменными группами с ионом металла, модифицирование полученного комплекса полимера структурирующим агентом и последующую обработку модифицированного полимера раствором минеральной кислоты для разрушения комплекса, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения технологии получения ионита с избирательной сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам , в качестве полимера с ионообменными группами используют макропористый анионит, в качестве структурирующего агента - растворимые соединения кремниевой кислоты и взаимодействие полимера с ионом металла осуществляют одновременно с модифицированием в. i водной среде при рН 2-2,5- до содержания кремния в полимере 30-50 мас.% (Л от исходного полимера.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) С 08 J 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3492157/23-05 (22) 03.09.82 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) Э.К.Спирин, В.Г.Литвиненко, Л.Г.Литвиненко, Н.Б.Команецкий и Л.И.Водолазов (53) 661. 183 . 123 (088. 8) (56) i . Патент Японии ¹ 51-41111, кл. 13 (9) FO.

2. Авторское свидетельство СССР № 921150, кл. С 08 F 226/06, 1980 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО ИОНИТА, включающий взаимодействие полимера с ионообменными группами с ионом металла, модифициравание полученного комплекса полиме„„SU„„1112034 А ра структурирующим агентом и последующую обработку модифицированного полимера раствором минеральной кислоты для разрушения комплекса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии получения ионита с избирательной сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам, в качестве полимера с ионообменныа группами используют макропористый анионит, в качестве структурирующего агента — растворимые соединения кремниевой кислоты и взаимодействие полимера с ионом металла осуществляют одновременно с модифицированием в. водной среде при рН 2-2,5 до содержания кремния в полимере 30-50 мас.Ж от исходного полимера.

1112034

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для избирательного извлечения ионов тяжелых металлов из природных и сточных вод. 5

Известен способ получения сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из сточных вод, включающий осаждение кремниевых полимеров в нейтральной и кислой среде. Кремниевокислый нат- 10 рий добавляют в двухнормальный раствор едкого натра при интенсивном перемешивании. К смеси добавляют раствор кислоты (1:1) или водный раствор, содержащий 30 вес. i хлористого кальция. Выпавший осадок промывают водой, быстро сушат при 105-110 С, после чего помещают в ионообменную колонну 1).

Недостатком сорбента, полученного таким способом, является относительно низкая избирательность к ионам целевого тяжелого металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения комплексообразующего ионита путем взаимодействия линейного поливинилпиридина, кватернизованного на 30-40 с ионом метал30 ла, который предполагается сорбировать, модифицирования полимера структурирующим (сшивающим) агентом, например, этилен-7и,с-акриламидом и последующего разрушения комплекса кислотой. Известный способ позволяет получить ионит, характеризующийся высокой сорбционной активностью по отноыению к сорбируемому тяжелому металлу, в частности к вольфраму C2).

Однако технология получения ионитов известным способом сложна, так как включает в себя две стадии полимеризации, а также использование токсичных мономеров.

Целью изобретения является упрощение технологии получения ионита с избирательной сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам.

Для достижения цели по способу получения комплексообразующего ионита, включающему взаимодейстие полимера с ионообменными группами с ионом металла, модифицирование полученного комплекса полимера структурирующим агентом и последующую обработку модифицировачного полимера раствором минеральной кислоты для разрушения комплекса, в качестве полимера с ионообменными группами используют макропористый анионит, в качестве структурирующего агента — растворимые соединения кремниевой кислоты и взаимодействие полимера с ионом металла осуществляют одновременно с модифицированием в водной среде при рН 2-2,5 до содержания кремния в полимере

30-50 мас. l от исходного полимера.

В качестве макропористых анионитов применяют аниониты различной структуры, в частности,,пиридиновый анионит ВП-1 Ап, анионит на основе хлорированного сополимера стирола и дивинилбензола AN-и и др.

Введение силиката натрия в матрицу основного ионита приводит к образованию неравномерных кремниевых полимеров, формирующихся вокруг лоногенных групп анионита, связанных с ионом сорбируемого металла. После разрушения комплекса и вымывания металла образуется вакансия, геометрически соответствующая размеру иона соответствующего металла. Содержание кремния в анионите в количестве 3050 мас. Е обусловлено тем, что в этом случае достигается равномерное и полное распределение кремнийсодержащего полимера в порах по всему объему зерна анионита.

Использование в качестве полимер-.. ной основы готовых анионитов позволяет получать селективные иониты в форме сферических гранул с хорошей механической и химической устойчивостью.

Пример 1. Сорбент для избирательного извлечения ионов молибдена получают путем обработки 100 мл ионообменной смолы ВП-1Ап в БΠ— форме 3 л раствора, содержащего

10 г!л 310, 1 г/л NoO,,", при рН 2,5 в течение 48 ч. Затем в течение 6 ч сорбент обрабатывают 2 М раствором серной кислоты. Содержание соединений кремния в смоле после обработки составляет 30 мас. 7.

Пример 2. Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением того, что обработку ведут 96 ч. Содержание кремния в смоле составляет

49 мас. 7.

Пример 3. Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением того, что раствор содержит вместо ионов МоО ионы Re0+

Содержание в растворе, г/л

Сорбционная емкость ионита

ВП-1п, мг/г

Пример

По молибдену По остальным металлам

Mo Re Cu Mg Fe

0,004 0,003 0,050 0,020 8,00 12,0 9,0

0 010 0 004 0 050 0 040 8 00 21 0 14 0

0,100 0,025 0,040 0,080 9,40 61,0 48,0

1,0 4,1

1,5 11,2

2,6 16,8

3,2 28,0

0,040 0,040 0,090 10,90 91,0 62,0

1,00

Составитель В.Мкртычан

РедактоР Н.ЕгоРова ТехРед Л.Мартяшова КоРРектоР Б.Синицкая

Заказ 6414/17 Тираж 468 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

3 11120

Пример 4. Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве анионита используют макропористый аммоний AM-п. Содержание кремния в смоле составляет

35 мас. X.

Сорбционную.активность полученных сорбентов проверяют, осуществляя сорбцию элементов из растворов, со, держащих различные количества молибдена, рения, меди, магния, железа.

Результаты по сорбции элементов ионитом представлены в таблице.

Аналогичным образом оценивают сорбционную емкость ионита на основе ани- онита AN-и (по примеру 4).

Сорбционная емкость этого,ионита по молибдену из растворов, содержащих его в количестве 0 01 и 1,0 г/л, составляет 11,0 и 65,0 мг/г, по остальным металлам — 1,0 .и 4,6 мг/г.

В этих же условиях анионит АМ-п сорбирует 7,0 и 43,0 мг Мо/r и осталь34 4 ные металлы в количестве 3,5 и

24,0 мг/г соответственно.

Сорбент, полученный по примеру 3, селективно сорбирует рений в присутствии молибдена из сточных-вод, содержащих 0,004 г/л молибдена, 0,003 г/л рения, а также свинец, медь кальций, магний. При этом рений сорбируется полностью, а остаточная концентрация молибдена в растворе составляет 0,003 г/л.

Как следует из этих данных, модифицированные кремнием аниониты превышают исходные аниониты по сорбционной емкости и селективности сорбции. При этом технология получения модифицированных.ионитов проста, позволяет на основе одного и того же исходного анионита получать сорбенты, настроенные на различные металлы, без проведения трудоемких стаций полимеризации мономеров.