Способ получения волокнистого сорбента

 

Использование: извлечение тяжелых металлов (РЬ, Аи, Ег) из геотермальных вод, рассолов, доизвлечения их из промышленных растворов гидрометаллургических заводов , гальванических участков. Сущность изобретения: волокно на основе привитого сополимера поливинилового спирта и полиакрилонитрила обрабатывают смесью мочевины и оксиэтилендифосфоновой кислоты до содержания на нем 3-4,6% фосфора. Затем пропитывают его 10%-ным водным раствором сернистого натрия, нагретого до 75°С при модуле ванны 50:1 и рН 7,5-8.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ .ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l

l ,GQ

1 з

1 Н

l(y

» ! (21) 4891294/05 (22) 30.10;90 (46) 15.06.93. Бюл. М 22 (71) Таджикский государственный университет, Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В,Г.Хлопина" и

Институт химии им. В.И.Никитина (72) Г,Г.Жомамадова, Л.С,Бобрицкая, Е.Я;Калонтарова, Н.А.(цербакова, С.А.Бартенев, А.M.Êëåìèíà и И.Я.Калонтаров (56) Авторское свидетельство СССР

М 306134, кл. С 08 В 15/00, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО СОРБЕНТА

Изобретение относится к технологии получения сорбентов на полимерной основе, которые могут быть использованы для извлечения тяжелых металлов(Pd, Au, Er) иэ геотермальных вод, рассолов, доизвлечения их из промышленных растворов гидрометаллургических заводов, .гальванических участков.

Цель изобретения — повышение сорбционной емкости и увеличение скорости сорбции тяжелых металлов.

Поставленная цель достигается тем, что волокно на основе привитого. сополимера поливинилового спирта (ПВС) и полиакрилонитрила (ПАН) обрабатывают смесью мочевины и оксиэтилендифосфоновой кйслоты до содержания фосфора 3-4,6% и дополнительно пропитывают 10%-ным раствором сернистого натрия, нагретого до 75 С при модуле ванны 50:1 и рН 7,5-8.

„„5U„, 1821475 А1 (я)5 С 08 J 5/20, D 06 M 11/54// Р 06 M 101:28 (57) Использование: извлечение тяжелых металлов (Pb, Au, Er) из геотермальных вод, рассолов, доизвлечения их из промышленных растворов гидрометаллургических заводов, гальванических участков. Сущность изобретения: волокно на основе привитого сополимера поливинилового спирта и полиакрилонитрила обрабатывают смесью мочевины и оксиэтилендифосфоновой кислоты до содержания на нем 3-4,6% фосфора. Затем пропитывают его 10%-ным водным раствором сернистого натрия, нагретого до

75 С при модуле ванны 50:1 и рН 7,5 — 8.

При этом процесс фосфорилирования проводят при соотношении мочевинаОЭДФ К 1:2-2:1 до достижения содержания фосфора 3-4,6% при температуре 60 С в течение 2 ч.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1; 0,5 г привитого сополимера поливинилового спирта и полиакрилонитрила, с содержанием ПАН = 50 мас.%, содержащий 2 r ОЭДФК и 3,5 г мочевины в 3 мл воды и нагревают в течение 2 ч, при 60"С на водяной бане при перемешивании. Отжимают до 260% привеса (от первоначальной массы волокна) и высушивают в сушильном шкафу при 200 С в течение 20 мин, Высушенное фосфорилированное поливинилспиртового волокно (M© (!ВС) промывают горячей водой до нейтральной реакции промывных вод, выдерживают в течение 2 ч в

1821475

45 (М1 (Ы)

0,1 моль/л раствора HCI, после этого вновь промывают водой до нейтральной реакции, затем высушивают при комнатной температуре до постоянного веса. Затем полученный фосфорилированный .сопо- 5 лимер погружают в 10%-ный водный раствор йа2$, нагретый до 750С; рН вЂ” 7,5-8, модуль ванны 50:1 и выдерживают в течение 5 ч. Полученный серо-, фосфорсодержащий сополимер (МФСПВС) тщательно "0 промывают водой до нейтральной реакции и .отсутствия в промывных водах сульфат-ионов. Волокно сушат при комнатной температуре до постоянного веса..- . 15

В фосфорилированном сополимере

МФПВС найдено: Р— 4,6 мас.%. В окончательном продукте МФСПВС найдено:

Р -3,4%

$ — 8,1% 20

Статическую сорбционную емкость (ССЕ) определяли по насыщению МФСПВС волокна ионами металла в статических условиях, Навеску волокна МФСПВС (0,25 г) поочередно помещали в 0,2 моль/литр 25 раствор (25 мл) соли металла в 0,1 моль/литр НМОз.при температуре 980С и выдерживали в течение 1 часа, в каждом . . случае определяли концентрацию ионов металла до и после сорбции. Эту операцию 30 с навеской волокна повторяли до тех пор, пока концентрация ионов металла в растворе после сорбции не изменялась по сравнению с исходной концентрацией до сорбции. . 35

ССЕрь+ 2 = 3,5 моль/г или 7 мг-экв/г

Время установления равновесия трав on ределяли из кинетической кривой зависимости равновесной концентрации ионов металла на волокне (СЕ) от времени сорб- 40 ции, полученной методом ограниченного обьема в статических условиях.

Для Pb 25 С

Аи Хравн 3 мин

"3, г+

Аи ao с травн = 1 мин

Концентрацию РЬ + в растворах определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии, 50

Коэффициенты распределения для КД 2,6 10 европия . для золота КД-4,3104

Коэффициенты распределения для европия 55 и золота определяли по формуле: где (Mj и jM) равновесные концентрации ионов металлов в фазе сорбента (моль/г) и раствьре (моль/мл), соответственно. Концентрации европия и золота в фазе волокна

on редел яли рентгено-фл юоресцентн ым методом, в растворе радиометрическим методом.

Пример 2. По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор содержит 3 r ОЭДФК и 4 г мочевины.

В фосфорилированном сополимере

МФПВС найдено: P = 3,8 мас.%.

В сорбенте МФСПВС найдено:

Р— 3,0 мас.

S — 7,5 мас.%

ССЕрь + - 2,9 ммоль/г.

Время установления равновесия в статических условиях при сорбции Pb, Au.

25 С Гравн = 1,0 мин.

Кд для Er (Н1) = 5,6 10

Кд для Au (111) =2010

Пример 3. По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор содержит 3 г ОЭДФК и 6 r..ìo÷åâèíû.

В МФПВС найдено:

P — 3,0 мас.

В МФСПВС найдено

P — 2,8 мас.

S — 6,3 мас.

CCEpb = 2,1 ммоль/г.

Время установления равновесия в статических условиях Pb(II) Au(III)

25 С

Тра щ) = 5 м и н

Кд для Ег (ИI) = 1,1 10

Кд для Аи (I II) = 10 10 .

Пример 4, По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор содержит 4 r ОЭДФК и 2 r мочевины, В МФПВС найдено:

P -2 мас.%

В МФСПВС найдено:

P — 1,5 мас,%

$ — 3,6 мас.

CCEpb = 0,98 ммоль/г.

Время установления равновесия в статических условиях при сорбции РЬ(Н}, Аи(!11).:

25 С

Травн = 10 MMH

Кд для Ег (111) = 2,0 10

Кд для AlJ (111) — 1,8 10

Предложенный сорбент может использоваться для сорбционного извлечения микроколичеств золота из сбросных вод с повышенным солевым фоном:

Сорбцию Аи-195 проводили в динамических условиях из раствора следующего состава:

1821475

Составитель И. Давнина

Техред M. Моргентал Корректор Й. Гунько

Редактор

Заказ 2091 . Тираж :.: . Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

NaCI — 179 г/л

МдС12 — 28 г/л

CaCI2-59 г/л

HCI до рН 2,0.

Аи-195 с удельной активностью 1207 5 имп/мл сек. При пропускании 100 положи-. тельных обьемов извлечено 99,2 $. При пропускании этого же раствора в аналогичных. условиях через сорбент-прототип извлечение 60 .. 10

Золото полностью десорбируется 5$ раствором тиомочевины.

Пример 7 (сравнительный). По приме-. ру 1 за исключением обработки фосфорили- 15 рованного продукта в растворе сернистого натрия.

P -3.4

$ -0

CCEpb(l 1) - 2;2 ммоль/r. 20

Время установления равновесия в.статических условиях, при сорбции Pb(III), .

Au(Ill) 25 С травн. 15 мин.

so ñ раен. 10 мин.

КД Е (I l I) 1,0 1 04

КД для Ао (И 1) - 4 10 .

Формула изобретения

Способ получения волокнистого сорбента обработкой исходного волокна, смесью мочевины.и оксиэтилендифосфоновой кислоты, отл ича ю щи и с ятем, что. с целью повышения сорбционной емкости и увеличения скорости сорбции тяжелых металлсв, в качестве исходного волокна vicпользуют волокно на основе привитого сополимера поливинилового спирта и полиакрилонитрила, обработку осуществляют до содержания фосфора на волокне, равного

3-4 мас.7;, и дополнительно пропитывают волокно 10 .-ным водным раствором сернистого натрия, нагретого до 75ОС при модуле ванны 50:1 и рН 7,5-8.