Способ получения сорбента рутения


 


Владельцы патента RU 2605255:

Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (RU)

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ионов металлов из водных сред. Предложен способ получения сорбента рутения, заключающийся в осуществлении процесса сорбции сульфид-ионов на гранулированном макропористом анионите с последующей конденсацией сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом. На стадии конденсации вводят тиомочевину при мольном отношении тиомочевины к формальдегиду не менее 1:3. Изобретение обеспечивает высокую степень извлечения рутения в динамических условиях сорбции. 8 пр.

 

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ценных компонентов из водных сред, а именно к способу получения сорбента для извлечения рутения.

Рутений относится к группе платиновых металлов и в их числе входит в группу благородных металлов. Обладая в основном свойствами, сходными со свойствами других благородных металлов, рутений все же отличается от аналогов тем, что известные способы выделения рутения часто протекают с недостаточной полнотой извлечения, поэтому поиск эффективных способов извлечения рутения из растворов актуален.

Задачей заявленного изобретения является получение сорбента, эффективного при извлечении рутения из водных сред при динамических условиях проведения процессов.

Известны способы получения сорбентов ионообменного типа реакциями полимеризации/сополимеризации непредельных соединений либо поликонденсации /1. Л.А. Вольф. Волокна с особыми свойствами. -М.: Химия, 1980, С. 78-79/.

Недостатком сорбентов этого типа является низкая селективность по определенным группам ионов, т.е. неспособность к избирательной сорбции в присутствии солевого фона.

Повышению селективности по отдельным группам элементов служат способы модификации известных ионообменных смол реагентами, прививающими специфические функциональные группы к данной полимерной матрице.

Известен способ модификации известных ионообменных смол нековалентным закреплением вводимых функциональных групп по типу "змея в клетке" путем полимеризации или поликонденсации полифункциональных соединений внутри пористых катионитов и полиамфолитов (Патент США N 3875085, кл. 521 - 28, 1975), в частности, способ получения сорбента путем сорбции на макропористом анионите Dowex-11 (анионит полимеризационного типа, содержащий сильноосновные группы четвертичного аммониевого основания) фенола в качестве противоиона, с последующей его конденсацией с формальдегидом внутри пор анионита и получением сорбента по типу "змея в клетке" (Патент США N 3803059, кл. 521 - 28, 1974). Данные способы позволяют расширить диапазон вводимых функциональных групп за счет возможности варьирования состава полимерных соединений внутри пористой матрицы. Недостатком известных вариантов указанных способов является отсутствие сорбции благородных металлов.

Известен способ получения сорбента путем сорбции на макропористом анионите сульфид-ионов, предоставляемых сероводородом или его солями, и последующей их конденсации с формальдегидом. В качестве анионита используют макропористые аниониты полимеризационного или поликонденсационного типа как сильноосновные, так и слабоосновные, т.е. содержащие как группы четвертичного аммониевого основания, так и/или первичные и вторичные аминогруппы, например АВ-17-10п (сильноосновный анионит полимеризационного типа); АН-221 (слабоосновный анионит полимеризационного типа); ЭДЭ-10 (поликонденсационный эпоксиполиаминовый анионит, содержащий слабоосновные аминогруппы и до 10% групп) и другие. В качестве источника сульфид-ионов - сероводород, сульфид или гидросульфид натрия (Патент РФ №2081130, кл. C08J 15/20, C08F 8/34, опубл. 10.06.1997 г.). Способ выбран за прототип.

Сорбент, описанный в прототипе, получен в результате сорбции анионообменной смолой сульфид-ионов и конденсации последних с формальдегидом внутри пор ионообменника. Реакция конденсации сульфид-ионов с формальдегидом известна как реакция тиометилирования (Известия ВУЗов, серия химическая, №7, С. 1631, 1982). Указанный модифицированный сульфид-ионами и формальдегидом сорбент предложен для селективного извлечения серебра и ртути из водных сред. Однако он не извлекает рутений, что является недостатком.

Известен способ получения сорбентов ряда благородных металлов, в том числе рутения, введением в реакцию тиометилирования третьего компонента - амина или фенола. Продуктами данной реакции являются гетероцепные циклические, полимерные или олигомерные аминометилентиоэфиры, известные как эффективные сорбенты ряда благородных металлов, в том числе рутения. (Р.С. Алеев, Ю.С. Дальнова, Ю.Н. Попов, Р.М. Масагутов, чл-корр АН СССР С.Р. Рафиков. // Реакция тиометилирования. Доклады Академии Наук СССР, т. 303, №4, С. 873, 1988).

Известен способ извлечения благородных металлов аминометилентиоэфиром, полученным по описанному в указанной статье методу (Патент РФ №2201983, МПК С22В 11/00, 3/24, опубл. 10.04 2003). По описанному в указанном патенте способу сорбентом извлекают весь ряд благородных металлов, но степень извлечения рутения невелика, не превышает 58%, что является недостатком.

Известные продукты реакции тиометилирования аминов являются жидкостями или негранулируемыми порошками, что не позволяет применить указанные сорбенты в динамических технологических процессах, что является недостатком.

Техническим результатом изобретения является получение сорбента, эффективного при извлечении рутения из водных сред при динамических условиях проведения процессов.

Технический результат достигается тем, что в способе получения сорбента для извлечения рутения, включающем сорбцию на гранулированном макропористом анионите сульфид-ионов, с последующей конденсацией сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом, согласно изобретению в процесс конденсации сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом вводят тиомочевину в мольном отношении к формальдегиду не менее 1:3.

Сущность изобретения заключается в модифицировании гранулированной ионообменной смолы, не являющейся сорбентом рутения, продуктами реакции тиометилирования аминов, причем в качестве аминосоединения выбрана тиомочевина. Тиомочевина известна как комплексообразующий реагент ряда благородных металлов, в том числе рутения, однако применение тиомочевины ограничивается только областью аналитической химии, т.к. применению в технологических процессах мешает невозможность использования порошкового реагента в динамических технологических процессах.

Способ получения сорбента заключается в сорбции на гранулированном макропористом анионите сульфид-ионов, источником которых являются водорастворимые сульфиды и гидросульфиды щелочных металлов или газообразный сероводород, с последующей конденсацией сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом и тиомочевиной внутри пор анионита для образования нековалентно закрепленного на ионообменной матрице активного по отношению к рутению сорбирующего центра. Таким образом, на атомах азота полимерной матрицы «нарастают» активные сорбционные центры, образованные реакцией конденсации тиомочевины, формальдегида и сорбированного на матричном полимере сульфид-иона.

В качестве анионита используют гранулированные макропористые аниониты полимеризационного или поликонденсационного типа как сильноосновные, так и слабоосновные, т.е. содержащие как группы четвертичного аммониевого основания, так и/или первичные и вторичные аминогруппы, например АВ-17-10п (сильноосновный анионит полимеризационного типа); АН-221 (слабоосновный анионит полимеризационного типа); ЭДЭ-10-п (поликонденсационный эпоксиполиаминовый анионит, содержащий слабоосновные аминогруппы и до 10% сильноосновных групп) и другие.

Отличием от прототипа является введение в состав сорбента дополнительного модифицирующего компонента - тиомочевины, которая, взаимодействуя с формальдегидом и сорбированным на анионите сульфидом, образует в структуре анионита аминометилентиоэфиры, благодаря чему сорбент приобретает способность к сорбции рутения. Более того, по сравнению с индивидуальными амиометилентиоэфирами, использование заявляемого сорбента значительно повышает степень извлечения рутения - до 86% (по сравнению с 58% по прототипу).

Полученные модифицированные полимеры способны сорбировать рутений из водных растворов при динамической технологической схеме сорбции, т.к. сорбционно-активные по рутению комплексообразующие центры, представленные аминометилентиоэфирами, находятся в порах предназначенного для динамических процессов гранулированного анионита.

Синтезированные сорбенты были испытаны на сорбцию рутения. Максимальная величина емкости по рутению составила для заявляемого сорбента 8,5 мМ/г, а степень извлечения рутения составила 86%.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1

Через 10 г сильноосновного анионита АВ-17-10п (стирол-дивинилбензольная матрица) пропускали 100 мл 0,1 Н водного раствора сульфида натрия для сорбции сульфид-ионов, анионит промывали водой и переносили в колбу, в которую добавляли 2,2 мл (0,03 М) формальдегида в водном растворе, затем 0,76 г (0,01 М) тиомочевины и выдерживали при перемешивании без нагревания в течение 2 ч. Готовый продукт промывали водой.

Пример 2

По примеру 1 через анионит АВ-17-10п пропускали 100 мл 0,1 Н водного раствора гидросульфида натрия. Далее по примеру 1

Пример 3

По примеру 1 через анионит АН-221, смоченный водой, пропускали газообразный сероводород. Далее по примеру 1.

Пример 4

В колонку, заполненную полученным по примеру 1 сорбентом в количестве 10 г, пропускали со скоростью 1 мл/мин 100 мл раствора, содержащего 1 г рутения в 0,1 Н соляной кислоте. В фильтрате, выходящем из колонки, определяли содержание рутения, и по разности вычисляли количество рутения, поглощенного сорбентом, и степень извлечения рутения из раствора. Максимальная степень извлечения рутения составила 86%.

Пример 5

Через 10 г сильноосновного анионита АВ-17-10п (стирол-дивинилбензольная матрица) пропускали 100 мл 0,1 Н водного раствора сульфида натрия для сорбции сульфид-ионов, анионит промывали водой и переносили в колбу, в которую добавляли 2,2 мл (0,03 М) формальдегида в водном растворе, затем 1,52 г (0,02 М) тиомочевины и выдерживали при перемешивании без нагревания в течение 2 ч. Готовый продукт промывали водой.

Пример 6

В колонку, заполненную полученным по примеру 5 сорбентом в количестве 10 г, пропускали со скоростью 1 мл/мин. 100 мл раствора, содержащего 1 г рутения в 0,1 Н соляной кислоте. В фильтрате, выходящем из колонки, определяли содержание рутения, и по разности вычисляли количество рутения, поглощенного сорбентом, и степень извлечения рутения из раствора. Максимальная степень извлечения рутения составила 86%.

Пример 7

Через 10 г сильноосновного анионита АВ-17-10п (стирол-дивинилбензольная матрица) пропускали 100 мл 0,1 Н водного раствора сульфида натрия для сорбции сульфид-ионов, анионит промывали водой и переносили в колбу, в которую добавляли 2,2 мл (0,03 М) формальдегида в водном растворе, затем 0,38 г (0,005 М) тиомочевины и выдерживали при перемешивании без нагревания в течение 2 ч. Готовый продукт промывали водой.

Пример 8

В колонку, заполненную полученным по примеру 7 сорбентом в количестве 10 г, пропускали со скоростью 1 мл/мин 100 мл раствора, содержащего 1 г рутения в 0,1 Н соляной кислоте. В фильтрате, выходящем из колонки, определяли содержание рутения, и по разности вычисляли количество рутения, поглощенного сорбентом, и степень извлечения рутения из раствора. Максимальная степень извлечения рутения составила 34%.

Таким образом, заявляемый способ позволяет увеличить степень извлечения рутения из растворов, если соотношение реагентов при синтезе соответствует заявляемому: не менее 1 моля тиомочевины на 3 моля формальдегида. Уменьшение количества тиомочевины менее 1 моля на 3 моля формальдегида вызывает снижение степени извлечения рутения. Увеличение количества тиомочевины выше указанного не влечет за собой увеличения степени извлечения рутения.

Способ получения сорбента для извлечения рутения, включающий сорбцию на гранулированном макропористом анионите сульфид-ионов с последующей конденсацией сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом, отличающийся тем, что в процесс конденсации сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом вводят тиомочевину в мольном отношении к формальдегиду не менее 1:3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения высокочистых соединений 177Lu, свободных от носителя, для медицинских целей и/или диагностических целей. Способ получения соединений 177Lu из соединений l76Yb, облучаемых тепловыми нейтронами, включает введение в первую колонку, заполненную катионообменным материалом, исходных веществ, растворенных в минеральной кислоте и содержащих l77Lu и 176Yb в примерном массовом соотношении от 1:102 до 1:1010, замену протонов катионообменного материала на ионы аммония с использованием раствора NH4Cl, промывку катионообменного материала водой, соединение выходного отверстия первой колонки и входного отверстия второй колонки, введение воды и хелатообразующего агента во входное отверстие первой колонки, чтобы элюировать соединения 177Lu из первой и второй колонок, определение уровня радиоактивного излучения на выходе второй колонки для подтверждения элюирования соединений 177Lu, сбор первого элюата 177Lu из выходного отверстия второй колонки в сосуд, протонирование хелатообразующего агента, загрузка конечной колонки путем непрерывной подачи полученного элюата l77Lu во входное отверстие конечной колонки, промывку от хелатообразующего агента разбавленной минеральной кислотой, удаление следов ионов других металлов из раствора l77Lu путем промывки катионообменного материала конечной колонки минеральной кислотой в разных концентрациях и элюирование ионов 177Lu из конечной колонки с помощью высококонцентрированной минеральной кислоты.

Изобретение относится к области ионного обмена и может быть использовано для извлечения индия из растворов и при получении веществ особой чистоты. Предложены два варианта способа получения комплексообразующего сорбента.

Изобретение относится к получению сорбентов. Предложенный способ получения предусматривает нейтрализацию резорцина раствором гидроксида щелочного металла, введение формальдегида и карбоната кальция в реакционную смесь.

Изобретение относится к области ионного обмена. Предложен способ получения адаптивно-селективного ионообменного материала, который включает приготовление темплатсодержащей фазы, мономерной смеси, введение мономерной смеси в приготовленную темплатсодержащую фазу при перемешивании и повышенной температуре.

Изобретение может быть использовано для получения растворов ферроцианида лития, который применяется в синтезе нормальных ферроцианидов переходных металлов (Cu2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Fe3+ и др.) общей формулы Ме2[Fe(CN)6].

Изобретение относится к технологии получения бис(2-алкилтио-этил)аминовых лигандов катализаторов для тримеризации этилена в 1-гексен. .

Изобретение относится к очистке сточных вод и водных растворов ионитами и может быть использовано для очистки сточных и промывных вод гальванических производств. .

Изобретение относится к технологии получения препаратов радиоактивных элементов и может быть использовано в аналитической химии. .

Изобретение относится к иммунологии, в частности к сорбенту для удаления иммуноглобулинов класса G из биологических жидкостей и растворов, содержащих иммуноглобулины, в том числе из плазмы и крови человека.

Изобретение относится к технологии получения полимерных сорбентов, используемых для локализации, ликвидации, сбора и очистки загрязненной среды от нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к получению углеродных сорбентов. Способ получения углеродного сорбента включает измельчение угля до фракции 5-10 мм, обработку 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте, термообработку при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут и охлаждение.
Изобретение относится к углеродным сорбентам. Предложен способ получения углеродного сорбента, заключающийся в термическом разложении аминофторидов графита общего состава C2Fx(NH2)y, где x=0,22-0,02, y=0,15-0,41.

Группа изобретений относится к макропористым композитам, наполненным дисперсными частицами сорбента, включенного в полимерную фазу стенок макропор. Композиция для получения заявленного материала содержит полиэлектролит, дисперсный наполнитель, представляющий собой частицы сверхсшитого полистирола сорбента и воду.

Изобретение относится к способу получения селективно связывающих переходный металл частиц на основе фосфина, применению макропористых частиц в качестве реакционноспособного агента, к связывающему металл частицам на основе фосфина, применению связывающих металл частиц для связывания атомов переходного металла и к способу захвата атомов переходного металла с использованием частиц на основе фосфина.

Изобретение относится к способам получения поглотителей диоксида углерода. Осуществляют приготовление водной суспензии гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, наносят суспензию на подложку из пористого материала, проводят формование и сушку.
Изобретение относится к области получения композиционных пористых углеродсодержащих сорбентов. В качестве исходных компонентов используют увлажнённую монтмориллонитсодержащую глину и растительную углеродсодержащую основу в виде продуктов шелушения зерновых и технических сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к очистке воды от сульфидов и углеродсодержащему сорбенту на основе растительного сырья. Углеродсодержащий сорбент для очистки вод от сульфидов имеет микропористую структуру со средним диаметром пор около 2 нм, рентгеноаморфное состояние и выполнен в виде пучков волокон с диаметром 50-100 мкм при диаметре отдельного волокна около 1,5 мкм.

Изобретение относится к способам получения сорбентов из растительного сырья. Способ получения сорбента включает обработку предварительно высушенного и измельченного листового опада низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда при давлении в разрядной камере 26,6 МПа, при силе тока на аноде 0,5 A и напряжении 7,5 кВ в течение 60 секунд.

Изобретение относится к биотехнологии, пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к производству продуктов функционального питания для нормализации состояния организма и биологически активных добавок (БАД) к пище и лекарственных препаратов, предназначенных для нормализации состояния желудочно-кишечного тракта (удаления из организма токсичных веществ).

Изобретение относится к технологии получения полимерных сорбентов, используемых для локализации, ликвидации, сбора и очистки загрязненной среды от нефти и нефтепродуктов.
Наверх