Способ получения комплексообразующего ионита

 

Использование: получение комплексообразующих ионитов для использования в аналитической химии и в гидрометаллургии для извлечения платиновых металлов. Сущность изобретения: конденсация меламина с формальдегидом в водном растворе в присутствии щелочного агента с последующим введением кислотного агента и отверждения продуктов конденсации. Конденсацию ведут в присутствии гетероциклического амина при молярном соотношении меламина, формальдегида и гетероциклического амина, равном 1 : (3 - 5) : (2 - 4). Отверждение продуктов конденсации проводят при 150 - 160С. В качестве гетероциклического амина используют 3(5)-метилпиразол, имидазол, бензимидазол. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способам получения комплексообразующих ионитов, предназначенных для извлечения благородных металлов из растворов, и может использоваться в аналитической химии и в гидрометаллургии для извлечения платиновых металлов из растворов.

Известен способ получения растворимых олигомеров, обладающих комплексообразующими свойствами [1] . Синтез олигомеров осуществляют путем поликонденсации иминомочевины, альдегида и тиомочевины. Способ осуществляют путем нагревания при 65-70^оС смеси тиомочевины и роданистой соли иминомочевины (гуанидина) с 38,8% -ным, предварительно нейтрализованным раствором формалина. Конденсацию проводят в течение 2 ч. Получаемые по этому способу олигомеры могут быть использованы для осаждения ценных металлов из растворов, однако наряду с благородными металлами осаждаются также многие тяжелые металлы, что снижает селективность извлечения. Кроме того, в процессе извлечения металлов увеличиваются объемы растворов и затраты времени на осаждение, отстаивание и фильтрование.

Известен способ получения анионита путем конденсации меламина с формальдегидом в водном растворе в две стадии с введением на первой стадии щелочного агента до рН 7-8 [2] . Конденсацию ведут при 68-72^оС. После растворения меламина массу охлаждают до 57^оС и конденсацию продолжают в присутствии кислотного агента, в качестве которого используют смесь серной и соляной кислот. Соотношение компонентов меламин: H₂SO4: HCl = = (0,9-1,1): (0,4-0,6): 1. Полученный полимер отверждают 1-42 ч при 90^оС, измельчают, промывают и сушат. Полученные аниониты характеризуются повышенной динамической емкостью по отношению к анионам, осмотической стабильностью и механической прочностью. Сорбционные свойства анионитов, полученных по этому способу, по отношению платиновым металлам невысоки.

Целью изобретения является получение комплексообразующего ионита поликонденсационного типа, обладающего комплексообразующей способностью и повышенной селективностью по отношению к металлам платиновой группы, получение и применение которых может стать технологически и экономически выгодным. Поставленная задача актуальна в связи с решением проблемы извлечения платиновых металлов из промышленных и сбросных растворов при гидрометаллургической переработке платинусодержащего сырья.

Согласно изобретению, предлагается способ получения комплексообразующего ионита путем совместной конденсации меламина и гетероциклического амина, содержащего группы пиразола или имидазола с формальдегидом в водном растворе при нагревании в присутствии щелочного агента с последующим введением кислотного агента и отверждением полученного продукта при 150-160^оС, промыванием водой и сушкой. Меламин, формальдегид и гетероциклический амин берут в молярном соотношении 1: (3-5): (2-4). В качестве гетероциклического амина используют 3(5)-метилпиразол, имидазол, бензимидазол.

Полученный таким образом ионит содержит звенья меламина и гетероциклического амина, что подтверждается наличием характеристических полос в ИК-спектрах диффузного отражения, отвечающих колебаниям исходных соединений: 1045, 817 и 585 см^-1 для меламина 951 и 618 см^-1 для 3(5)-метилпиразола и 758 и 423 см^-1 для бензимидазола.

Сорбционные материалы, полученные по предлагаемому способу, представляют собой продукты светло-желтого цвета, устойчивые в кислых и щелочных растворах на холоду и при нагревании, и могут использоваться для сорбционного извлечения платиновых металлов в виде порошка или в виде волокнистых материалов, наполненных этими полимерами. Сорбционная емкость (мг/г) комплексообразующих ионитов, полученных по предлагаемому способу, приведена в табл. 1.

Сорбционная емкость ионитов (мг/г) определена из р-ра 1М НСl. Концентрация металлов 4 г/л.

Полученные по предлагаемому способу иониты характеризуются избирательностью сорбционного извлечения платиновых металлов из кислых растворов: допустимые концентрации меди (II) и железа (III) в растворах составляют 50 г/л. Равновесие при сорбции платиновых металлов из 1М НСl достигается в течение 30-40 мин.

П р и м е р 1. В реакторе, снабженном мешалкой и термометром, растворяют 6,3 г меламина в 13,5 мл 30% -ного формалина при 70-80^оС и рН 8,5-9. Добавляют 16,4 мл 3(5)-метилпиразола и нагревают при этой же температуре при перемешивании в течение 10-15 мин, затем смесь охлаждают до 60-65^оС и добавляют 10 мл формалина и 13,6 мл 36% -ной H₂SO₄, перемешивают 5-7 мин, сливают в фарфоровую чашку и отверждают в шкафу при температуре 150-160^оС в течение 6-8 ч.

П р и м е р 2. В реакторе растворяют 6,3 г меламина в 13,5 мл 30% -ного формалина при 70-80^оС и рН 8,5-9, затем к раствору добавляют 6,8 г имидазола и перемешивают при этой температуре 10-15 мин. Далее поступают как в примере 1. Содержание в продукте: C 38,8% ; Н 5,2% ; S 33,8% . Степень набухания в 1М НСl 170% .

П р и м е р 3. В реакторе, снабженном мешалкой и термометром, растворяют 6,3 г меламина в 13,5 мл 30% -ного формалина при 70-80^оС и рН 8,5-9, затем к раствору прибавляют 11,8 г бензимидазола и перемешивают при этой же температуре 10-15 мин. Далее поступают как в примере 1. Содержание в продукте: С 46,9% ; Н 5,1% ; S 31,5% . Степень набухания 160% .

Сорбционные свойства полученных продуктов по отношению к платиновым металлам приведены в табл. 2.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО ИОНИТА путем конденсации меламина с формальдегидом в водном растворе в присутствии щелочного агента с последующим введением кислотного агента и отверждения продуктов конденсации, отличающийся тем, что конденсацию ведут в присутствии гетероциклического амина, содержащего группы пиразола или имидазола, при молярном соотношении меламина, формальдегида и гетероциклического амина, равном 1 : 3 - 5,2 - 4, и отверждение продуктов конденсации ведут при 150 - 160^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гетероциклического амина используют 3(5)-метилпиразол, имидазол или бензимидазол.

РИСУНКИ

Рисунок 1