Способ получения анионитов

 

Изобретение относится к синтезу макропористых анионитов с пониженной отравляемостью кремниевой кислотой и повышенной механической прочностью . Изобретение заключается в суспензионной сополимернэации 2-метил-5-винилпиридина и дивинилбензола в присутствии растворителя-порообразователя - смеси толуола или бутилацетата с алкилбензином при содержании в смеси толуола или бутилацета га в количестве 10 - 20%, а апкилбенэина 15 - 20% от массы смеси мономеров с последующим введением ионогенных групп. 2 табл. г (Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с

Ql 4 (Я

ГОСУДАРСТРЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4479235/05 (22) 30.08.88 (46) 23.06.91. Бюл. h" 23 (72) Л.И.Водолазов, Н. Г.Жукова, К.Ф.Перелыгина, Т.П.Харина, Т.П. Булгакова, В.В.Родионов, Л.Н.<растова, В. Г.Литвиненко, Н. Б. Команецкий, В. В.Мукминов, А.В.Мимонов, Н.П,Величко, В.Ф.Додатко и В.П.Комаров (53) 661. 183.123.3(088.8) (56) Иониты. Каталог, Иэд. 2-е, — Черкассы, 1980, с. 21.

Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки./Справочник под ред. Б.Н.Ласкорина.

M. Иэд-во Госкомитета по использованию атомной энергии, 1985, с. 17.

Изобретение относится к синтезу высокомолекулярных ионообменных сорбентов и может быть использовано дпя получения ионитов винилпиридинового типа, предназначенных для извлечения ценных компонентов при гидрометаллургической переработке кислотных пульп алюмосиликатных руд.

Цель изобретения — снижение отравляемости анионита кремниевой кислотой и сохранение механической прочности в процессе эксплуатации.

Пример 1. В реакционную колбу загружают 260,0 мас.ч. 1%-ного раствора крахмала, 0,086 мас.ч, ме,тола и при перемешивании вводят

„,SU„„1657513 A 1 (S1)S С 08 F 226/ 06, ?1? /36; С 08 J 5/20 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ AHHOHHTOB (57) Изобретение относится к синтезу макропористых анионитов с пониженной отравляемостью кремниевой кислотой и повышенной механической прочностью. Изобретение заключа тся в суспенэионной сопопимеризации 2-метил-5-винилпиридина и дивинилбензола в присутствии растворителя-порообразователя — смеси топуопа ипи бутилацетата с алкилбензином при содержании в смеси топуопа или бутипацета га в количестве 10 — 20%, а апкилбензина 15 - 20% от массы смеси мономеров с псспедукицим введением ионогенных групп. 2 табл. смесь, состоящую из 86,6 мас.ч. 2-метил-5-винилпиридина (МВП) с содержанием основного продукта 90%, 20,0 мас.ч. технического дивинилбензола (ДВБ) с содержанием основного продукта 50%, 2,0 мас.ч. перекиси бензоила — инициатора попимеризации, 10,0 мас.ч. топуола и 15,0 мас.ч. алкилбензина (10 и 15% от массы мономеров).

Попимеризацию мономеров осуществляют по следующему ступенчатому температурно-временному режиму: б подъем температуры от 20 до 80 С в о течение 40 мин; выдержк при 80 С

3 ч; подъем температуры о1 80

1657513

20

30

50

90 С в течение 20 мин; выдержка при

90 С 2 ч.

После отфильтровывания маточника получают сферические гранулы сополимера. Гранулы полученного сополимера

oTMIBBNT водой от маточника, кипятят в воде в течение 6 ч для удаления растворителя-порообразователя. Вес полученного сополимера 97 мас. ч.

Для синтеза сильноосновного анионита ВП-1АлТ полученный сополимер подвергают N-алкилированию диметилсульфатом в среде метилового спирта. С этой целью 100,0 мас.ч. сополимера заливают 400,0 мас.ч. метилового спирта и после набухания сополимера в реакционную смесь добавляют 94, 1 мас.ч. диметилсульфата. Реакцию N-алкилирования проводят в течение 3 ч при комнатной температуре °

Гранулы полученного анионита

ВП-1АпТ отфильтровывают, промывают

107.-ной серной кислотой и затем водой до рН 3 промывных вод.

Физико-химические свойства полученного анионита ВП-1АпТ; полная обменная емкость по Cl-иону4,8 мг-экв/г, удельный объем набухшего в воде анионита 3,0 мл/г, механическая прочность набухшего в воде анионита за

1 ч 997, эа Ь ч 997, Пример 2. В реакционную колбу загружают 270,0 мас.ч. 17.-ного раствора крахмала, 0,086 мас.ч. метола и при перемешивании вводят смесь, состоящую из 86,6 мас.ч. ИВП (содержание основного продукта 907), 20,0 мас.ч. технического ДВЬ (содержание основного продукта 50%), 2, 0 мас.ч. перекиси бензоила, 20.0 мас.ч. толуола и 20 мас,ч. алкилбензина (20 и 20% от массы мономеров).

Реакцию полимеризации осуществляют по методу, описанному в примере 1.

Сильноосновный анионит ВП-1АпТ получают N-алкилированием сополимера по методу примера 1.

Физико-химические свойства полученного анионита: полная обменная емкость по Cl-иону 4,8 мг-экв/г: удельный объем набухшего в воде анионита 3,1 мл/г; механическая прочность набухшего анионита за 1 ч 99Х, sa 6 ч 99Х.

Пример 3. В реакционную колбу загружают 260,0 мас.ч. 1Х-ного раствора крахмала, 0,086 мас.ч. метола и при перемешивании вводят смесь, состоящую из 86,6 мас.ч. МВИ (содержание основного продукта 907), ?О, 0 vac.÷. технического дивинилбензола (содержание основного продукта

50%), 2,0 мас.ч. перекиси бензоила, 5,0 мас.ч. толуола и 10,0 мас.ч. алкилбенэина (5 и 107. от массы мономеров).

Реакцию полимеризации осуществляют по методу, описанному в примере 1.

Сильноосновный анионит ВП-1АпТ получают N — алкилированием сополимера по методу примера 1.

Физико-химические свойства полученного анионита: полная обменная емкость по С1-иону 4,7 мг-экв/г; удельный объем набухшего в воде анионита 3,2 мл/г; механическая прочность набухшего в воде анионита за

1 ч 90Х, за 6 ч 80Х.

Пример 4. В реакционную колбу загружают 270,0 мас.ч. 17.-ного раствора крахмала, содержащего

240 г/л хлористого натрия, 0,086мас.ч. метола и при перемешивании вводят смесь, состоящую из 86,6 мас,ч. MBII (содержание основного продукта 907), 20,0 м.ч. технического ДВБ (содержание основного продукта 507), 2,0 м.ч. перекиси бенэоила, 20,0мас.ч. бутилового эфира уксусной кислоты (бутилацетат) и 20,0 мас.ч. алкилбензина. (20 и 207 от массы мономеров) .

Ре а кцию с оп о лиме риз ации ос уще ствляют по методу, описанному в примере 1. Сильноосновный анионит ВП-1АпБ получают N-алкилированием сополимера

IIo методу примера 1.

Физико-химические свойства полученного анионита: полная обм нная емкость по Cl-иону 4,8 мг-экв/г; удельный объем набухшего в воде анионита 3,1 мл/г; механическая прочность набухшего в воде анионита за

1 ч 99%, за 6 ч 99%.

II р и м е р 5. В реакционную колбу загружают 270,0 мас.ч. 17.-ного раствора крахмала, содержащего

240 г/л хлористого натрия, 0,086 г метола и при перемешивании вводят смесь, состоящую из 86,6 мас.ч. МВП (содержание основного продукта 90%), 20,0 мас.ч. технического ДВВ (содержание основного продукта 507), 2, 0 мас.ч. перекиси бензоила, 25

165751

15,и мас.ч. бутилацетата и 15,0 мас.ч. алктлбенэина (15 и 15Х от массы мономеров).

Реакцию сополимеризации осуществляют по методу, описанному в примере 1. Сильноосновный анионит

ВП-1АпБ получают N-алкилированием сополимера по методу примера 1.

Физико-химические свойства полу- 10 ченного анионита: полная обменная емкость по С1-иону 4,8 мг-экв/г; удельный объем набухшего в воде анионита 3,0 мл/г; механическая прочность набухшего анионита зь 1 ч 15

99Х, эа 6 ч 99Х.

Пример Ь. В реакционную колбу загружают 270,0 мас.ч. 1Х-ного раствора крахмала, содержащего

240 г/л хлористого натрия, 0,086 мас.ч. 70 метола и при перемешивании вводят смесь, состоящую иэ 86,6 мас.ч. МВП (содержание основного продукта 90X), 20,0 мас.ч. технического ДВБ (содержание основного продукта 50X)

2,0 мас.ч. перекиси бензоила, . 25, 0 мас.ч. бутилаце тата н 20, 0 мас. ч. (20 и 20Х от массы мономеров) алкилбензина. Реакцию сополимериэации осуществляют по методу, описанному 30 в примере 1.

Сильноосновный анионит ВП-1АпБ получают N-am oaaavew сополимера по методу примера 1.

Физико-химические свойства полученного анионита: полная обменная емкость по Cl-иону 4,7 мг-зкв/г: удельный объем набухшего в воде анионита 3,2 мл/г; механическая прочность набухшего анионита эа 1 ч 93Х, 40 эа 6 ч 80Х.

П р и и е р ы 7 — 11. Проводят по примеру 1, но с использованием разных количеств растворителей.

Полученные сильноосновные анио- 45 инты ВП-1АпТ и ВП-1АпБ подвергают многократным контактам со свежевыщелоченной кислотной пульпой алюмосиликатной руды в равных условиях.

Порцию пульпы заменяют каждые 24 ч. 50

6

Обшее время контакта 2400 ч. Через каждые 480 ч контакта с пульпой анализируют анионит на содержание в нем двуокиси кремния. Кроме того, через 480, 1440 и 2400 ч контакта отбирают из процесса пробу анионита и определяют его сорбционную емкость по молибдену из раствора следующего состава, г/дм : молибден 0,3; гидроксид железа 6,8; сульфат-иона 30. Соотношение анионит:раствор = 3:250мл/мл.

Продолжительность насыщения 24 ч, рН 2,0-2,5,. Результаты приведены в табл. 1.

Изучение зависимости механической прочности анионитов от количества вводимого порос бр азова теля — смеси растворителей (растворителя — осадителя и растворителя сольватируmего типа) проводят при многократной чередующейся обработке анионитов кислотными (1ОХ.-ная H

Результаты испытаний анионитов

В11-1АпТ и ВП-1АпБ в сравнении с 6азовым объектом — анионитом ВП-1Ап представлены в табл. 2.

Формула изс бре те ния

Способ получения анионитов суспенэионной сополимернзацией 2-метил-5-винилпиридина и дивиннлбензола в присутствии растворителя — порообразователя с последукюцим введением анионогенных групп, отличающийся тем, что, с целью снижения отравляе- . мости анионитов кремниевой кислотой и сохранения их механической прочности в процессе эксплуатации, в качестве растворителя-порообразователя используют смесь толуола или бутилацетата с алкилбензином при содержании в смеси толуола или бутилацетата в количестве 10 — 20Х, а алкилбенэина - 15 — 20Х от массы смеси мономеров.

1657513! а ! ) 1

1 о и со со л л

° со со

В Л Л о о а ч о о

В В Л

cn oo и а сл л л О

Ю ) о о л л о о а сч сч сч ст сч л л л л л л о — oo в сч о сч л

Ю с 1 л л л л сч cv. О с 1 » сч л о а В л сч л о сч в со л

a a л л а м о л о л О с 1 л л л сп л л о со л л л о о о е- с 1 а

1 оО о сч

Л В

iо Ch с"1

a a о сч сч лВ л о

М и о о и

3 о сС! л ф

) О эж2о

< o u

1 л

Ю сч о со со с1 а л л л л

c4 R с ъ

C4 hl CV CV л о л л л л л

СЧ с с 1 сч сч cv - cv о о л

1 сч I л л

I 1 - сЧ 1 I ф о а

0l М

)4 }4 со Ф

Ц о а

И

1 о х

)" Р

О о

Я cd

)» f о д

Ж

v o х х

l4 Ж с4

)g о к

Щ ) э о

Й а а

М X I а,о )

Э cd

Х

cd 1 1 с4 а

): о о !

3 I сч

1 cd

I lO

1 а о

I U

1 Е

1 с:(О 3 4

1 X

М

О ми

I 14 и о z

I W э

1 Р) а

1 tf, Х

1

1 Ж

I Ф

1 Ю

I Х

1 о л сч rс о а л л a a л л л л о со сч со со с 1 о оо сч ю о ао л с л

Л Л В Л Л Л о е о о о сч

Ф» сЧ л %

О сЧ е л O oo л л л a a л л a a л л

Ih сч л сч со o o c4 сч

О а о сч - сч

В а ul О О О Л О а1 О О а

СЧ л» С4 В» СЧ ° СЧ ° СЧ °

l4 х сч с и о л х х

Л О с»\ Ch л л

О (V О1 О

Л О

o o с О Т

Ch (!

I

)х о (jj о о. (lj

И

О с л СО

О О О л

О1 о л (г са O

ch л

Ф

lg

X jj

Ф

I а

И

Д

v о х

И с о

Ц о

Р

v х

v о х р о а х (И . ((!

М

Ю р х х

"j с

Я

Фм (И

6) р л О î

И 1 ——

»;

I х с4 о с» о с о с (6 1 I

Х й3 1 х о

Р

X х а

1 л

>х

Э

Ц

Э

f» х

Cj о

Р !

» и ((! о

X о х о

J3

Ц о

С4

Ю

1 1 о о

1 I (Ч

l/l

I (Г с 4 I

I 1

ы lj а. о (У

Ц 1»» о о х и

I е» х (Cj

М о

I ((j с qj и х л (Е :1 х !

» л о х о х ((j д х ! о

m (О

Р

П3 td

Ы л г-»

I»å (ф !

» (! о !

v v о х х х

0 о х

Р Х ! !» хЯ ((j

С4

v О !! о

m х о

Ц с х

ul O vl О л 00 с ) e cn с 1 л с 1 а О а и О О1 О а (» л а О со л л Ю сО са со л о.1 л с0 ò л О сп О а сп л О сО О a co

О Ю СО CO Ch CO СО СО СО СО СО

О а1 О а СП а л О со О О л т со со Î сп а л а О с1 Сп И

СО О1 О1 GO Ch Ch СО О1 О CO О X) О О а О а О О О со (Ч а (ч л сп а со сп а са О со со а 00

CO a a O a a с! а сЧ О а О

Ch Ch О O Ch О О1 Ch О О О Ch о о л л (Л

1 - сЧ (Г\ 1 1 I - сч 1 л л о о o а о л o o л л

° » (»I (V л (»! л с»! ° 1— сЧ с W Ч О л аа О