Способ извлечения ртути из растворов

 

Изобретение относится к очистке растворов от ртути сорбцией на фосфорсодержащих катионитах и позволяет повысить степень извлечения ртути и удешевить процесс . Способ осуществляют сорбцией на фосфорсодержащем катионите - сополимере фосфорилированного поливинилхлорида и вторичного полиэтилена (ВЭ), полученном при их массовом соотношении 1:10 - 0,1 в присутствии инициатора перекисного типа, при этом сорбцию ведут при рН 2,7-4.3, а в качестве ВЭ используют отходы полиэтилена , диспергированные в экструдере. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 02 F 1/42

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750719/26 (22) 20.10.89 (46) 30.03.92. Бюл. ¹ 12 (71) Волгоградский политехнический институт (72) Г. К. Лобачева, M. В. Лысенко, С. Н. Бондаренко, О. И. Тужиков, Н. М. Муратова, В. А.

Улицкий и Е, И. Меркулова (53) 663.632,63(088. 8) (56) Химическая технология, 1976, N 4, с. 21, (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ

PACTB0P0В

Изобретение относится к гидрометаллургии и очистке сточных вод химических предприятий и может быть использовано при сорбции ионов ртути из растворов солей на фосфорсодержащих катионитах.

Цель изобретения — повышение степени извлечения ртути и удешевление способа.

Способ осуществляют путем сорбции ртути на фосфорсодержащем катионите, имеющем следующую структурную формулу ВПЭ Впэ

-CH -СН-CH -CH-СН -СН—

2 2 2

ВПЭ Г 0=Р®Н12 С ВПЗ

При этом сорбцию ионов ртути ведут при рН 2,7-4,3. Фосфорсодержащий катионит представляет собой сополимер фосфорилированного поливинилхлорида (ФПВХ) и вторичного полиэтилена (ВПЭ), полученного в присутствии инициатора перекисного типа (перекись бензоила, лаураида. пероксимон, дикумилперекись) при соотно,, Ы„„1723044 А1 (57) Изобретение относится к очистке растворов от ртути сорбцией на фосфорсодержащих катионитах и позволяет повысить степень извлечения ртути и удешевить процесс, Способ осуществляют сорбцией на фосфорсодержащем катионите — сополимере фосфорилирован ного поливинилхлорида и вторичного полиэтилена (ВЭ), полученном при их массовом соотношении 1:10 — 0,1 в присутствии инициатора перекисного типа, при этом сорбцию ведут при рН 2,7-4.3, à в качестве ВЭ используют отходы полиэтилена, диспергированные в экструдере. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. шении ВПЭ;ФПВХ вЂ” 1:10-0,1. В качестве вторичного полиэтилена используют отходы полиэтилена, подвергнутые диспергированию в экструдере при 50-90 С (или на вальцах), На вальцах и в экструдере происходит прививка на вторичный полиэтилен фосфорилированного поливинилхлорида. Изменяя количества привитого ФПВХ, легко регулируется степень сшивки полимеров, что дает возможность получать на основе

ВПЭ и ФПВХ катионообменные смолы (КИС) заранее заданной структуры. Сшитая структура полимера и наличие функциональных групп (-P-OH, — СООН, ОН ) обес+г печивают комплексообразование Hg

Соотношение матрицы ВПЭ и ФПВ Х и температура влияют на степень структурирования ВПЭ, Поскольку вторичный полиэтилен

0н

-CH2-СНг-СНг-СН-CHг-ЧН-СНг-CH-СН-СНг- СВАН t — c содержит перекисные, гидроксильные, карбоксильные и другие функциональные группы, в присутствии инициатора и другого

1723044 полимера при 50-90 С, да еще и в присутствии механических нагрузок (вальцы, экструдер) происходит химическая прививка и сшивка ВПЭ. Полученные образцы КИС идентифицированы методом ИК- спектроскопии. Привка ФПВХ и ВПЭ приводит к .образованию трехмерной структуры, нерастворимой в растворителях, характерных для ВПЭ и для ФПВХ.

КИС набухает в таких растворителях, как толуол, бензол. Анализировали КИС на содержание фосфора и хлора. Методами

ИКС показано, что есть изменение валентных колебаний углеродного скелета, валенных колебаний связей С-С, маятниковых колебаний CHz, леформационных неплоских колебаний связи СН в алкенах, валентных колебаний связей СН-метиленовых групп, деформационных колебаний связи СН Sp -гибридизацией.

После прививки ФПВХ и ВПЭ появляется возможность к комплексообразованию привитого ВПЭ.

Увеличение температуры, времени реакции, соотношения компонентов приводит к 0 .,эазованию сшитых структур, не обладающих такой эффективной комплексообразующей способностью иэ-за процессов разрушения ФПВХ. Снижение или повышение параметров рН ниже или выше заявленных также не дает нужного эффекта по

+2 селективному извлечению Hg и при условиях, отличных от заявляемых в способе извлечения ртути, приводит к ухудшению извлечения ртути.

Применение отходов производства ПЭ и ПЭ-пленки после эксплуатации, а именно с необходимым количеством функциональных групп(ОН-, CIOH-, двойных связей, циклов и т,д.), позволяет получать КИС путем прививки ФПВХ.

Опыты по извлечению ионов ртути иэ водных растворов их солей ведут в статических условиях из искусственных растворов с концентрацией ионов ртути 5 мг/л; навеска катионита 0,5 мг — 0,5 r; объем раствора

1; время сорбции 4 ч; температура 20 + 1 С; рН 2,7-4,3.

Данные по условиям получения катионита и условиям извлечения, а также степени адсорбции ртути (в ) представлены в табл. 1-3.

Пример 1, К 100 мас. ч. вторичного полиэтилена степени дисперсности 1,1-1,3 мм добавляли 0,5 мас. ч. перекиси бензоила и 10 мас, ч. фосфорилированного поливинилхлорида с содержанием фосфора 6,95, а хлора — 21 . Смесь перемешивали на вальцах в течение 2 мин при 90 С. По мере перемешивания отбирали пробы на раство5

50 римость и степень прививки ФПВХ. Через 2 мин испытывали КИС на содержание фосфора, хлора, растворимость, набухаемость в воде, определяли процент влажности, степень прививки ФПВХ и ВПЭ и степень дисперсности полученной КИС, а также испытывали КИС на механическую прочность и определяли осмотическую стабильность, сорбцию ионов ртути, цинка, меди и объемную емкость.

В литровый мерный стакан помещали раствор, содержащий ионы ртути (5 мг/л), и вводили туда 0,5 мг КИС в виде измельченного сополимера при соблюдении соотношения ВПЭ:ФПВХ = 1:0,1. При строго определенном рН проводили тщательное перемешивание (скорость мешалки 100-150 об./мин). Наблюдали за раствором, Отбирали пробы через каждые 5 мин и определяли содержание ионов ртути объемным титрометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом. рН изменяли в пределах 2,7-4,3, испытания проводили также и при других значениях рН. Концентрацию ионов ртути и количество введенной КИС меняли в пределах 4-5,5 мг/л, а концентрацию КИС вЂ” от 0,5 мг/л до 0,5 г/л, Результаты представлены в табл. 3.

Результаты анализа сведены в табл. 1 под примером 1, а результаты по извлечению ионов ртути — в табл. 3 под примером 1.

Пример 2. В отличие от примера 1 соотношение ВПЭ:ФПВХ = 1:1, температура смешения на вальцах 75 С, время смешения 20 мин, а количество перекиси бензоила

5.0 мас. ч. на 100 мас, ч, ВПЭ, Анализ результатов прививки представлен в табл. 1, под примером 2, а результаты по извлечению ионов ртути сведены в табл. 3 под примером

2. Так же, как и в примере 1, проводят испытания на механическую прочность КИС, осмотическую стабильность КИС, объемную емкость катионита, а также оценивают сорбцию ионов ртути из растворов по той же методике и в той же последовательности, что и в примере 1. В отличие от примера 1 используют другое соотношение ВПЭ и

ВПВХ в сополимере КИС, а также другие концентрации ионов ртути и КИС в растворе, Результаты испытаний при различных рН, концентрации ионов ртути и количество введенной КИС представлены в табл. 3 под примером 2.

Пример 3. В отличие от примера 1 соотношение в примере 3 брали ВПЭ:ФПВХ

= 1:10, время и температура смешения на вальцах 30 мин при 50 С соответственно, количество перекиси 10 мас. ч, на 100 мас. ч, Свойства полученного полимерного катионита представлены в табл. 1 и 3 под примером 3.

1723044

Таблица1

Об азе по и име

Показатель

2 3

Условия еак ии

Соотношение

ВПЭ:ФПВХ

Температура реакции, С

Время, мин

Количество перекиси, мас,ч. на 100 мас.ч. ВПЭ

1:0,05

1:10,5

1:0,1 г:1

42.40,0

93

1,0

2.0

0,1

10,5

5,0

0,5

10,0

Свойст ва КИС

7,01

13,4

12,2

0,6

1,5

0,32

0,015

4,6

0,01

3,4

0,015

0,6

0,015

4,4

0.01

90,5

100

99,9

3,8

1,0

0,1

3,0

0,15

2,5

1,6

1,0

1,0

1,3

Примеры 4 и 5. В отличие от примеров 1-3 брали запредельные количества ФПВХ, температуру выше 9 С и ниже

50 С, время 1,0 и 40 мин соответственно, количество перекиси изменяли от 0,1 до

10,5 мас. ч. соответственно.

Годовой экономический эффект обус-5 ловлен улучшением свойств катионита, полученного из отходов ПЭ, а также эффектом

+2 по извлечению Нд из растворителей.

Формула изобретения

1. Способ извлечения ртути из растворов путем сорбции на фосфорсодержащем

Содержание хлора,%

Содержание фосфора,%

Влажность,%

Степень прививки

ФПВХ,%

Набухание в воде,%

Степень дисперс ности,мм

Условия сорбции: рН 2,74,3; время перемешивания 4ч; количествоКИС

0,5;количество К -Бмг катионите, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения ртути и удешевления процесса, в качестве фос15 форсодержащего катионита используют сополимер фосфорилированного поливинилхлорида и вторичного полиэтилена, полученный в присутствии инициатора перекисного типа при их массовом соотношении 1:10-0,1, при

20 этом сорбцию ведут при р Н 2,7-4,3.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве вторичного полиэтилена используют отходы полиэтилена, дисперги25 рованные в экструдере.

1723044

Таблица2

Таблица3

Пример

Показатель

Состав КИС

Соотношение

ВПЭ ПФПВХ

1:10

1:0,1

4 4,3 2 4,8 2,7 4 4,3 2 4,8 2,7 4 4,3 2 4

Количество ионов

НВФ1 5

3 5

Свойства КИС

99 98 98 98,1

1еханическая прочность,ь 98,8

98> 8 98,8 98 98 98,8 98,6 98,7 98, 1 98,2 98 4

Осмотическая стабильность,Ъ 98

98 98 98 98 99,5 99,6 99,6 98 97 98,7 99 98,1 98,3 98,6

85,2 85,5 82 80 99,9 99,9 99,9 82,5 83 99,9 99,9 99 80>7 82,9

Сорбция ионов ртути,Ф 85

Объемная емкость 7,8

7,8 7,8 7,6 7,66 7,9 7,9 7,91 7,9 7 92 7>8 7,9 7,91 7,7 7,8

Составитель В.С.Вилинская

Техред M.Ìoðãåíòýë КорректорА.Осауленко

Редактор А.Лежина

Заказ 1038 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат" Патент",г.Ужгород,уд, Гагарина,101

Условия сорбции Hg+2: рН среды 2,7

Концентрация КИС 0,5

Время сорбции,ч 4

5 5

0,5 0,5

4. 4

4 5,5 5

0,4 0,5 0,5

3 5 4

5 5 4 5,5 5

0,5 0,5 0,4 0,5 0 5

4 3 5 4

5 5

0>5 0,5

4 5,5

0,4 0 5