Способ получения низкоосновного анионита Советский патент 1984 года по МПК C08F212/08 C08F8/00 C08J5/20 

1 Изобретение относится .к создани синтетических ионообменных смол, к рые могут быть использованы в каче сорбентов, комплексообразователей и др. Известен способ получения низко основных анионитов .аминированием хлорметилированно.го сополимера (ХМ стирола и дивинилбензола в среде органического растворителя - толуо диоксане, дихлорэтане, диметилформ миде jti других D1 Однако при таком способе аминиров гранулы анионита имеют трещины, чт снижает их механическую прочность (75%). Это обусловлено тем, что пр концентрации аминирующего агента, например дйметиламина, в реакционн массе выше 15% происходи растрески вание гранул анионита. При .более низкой концентрации амина резко снижается степень аминирования и, соответственно, сорЛ;ионная емкость анионита. Наиболее близким к предлагаемому ло технической сущности является способ получения низкоосновных анионитов аминированием ХМС стирола и дивинилсульфида (ДВС) 15-25%-ным водным раствором диметиламина 2J . Недостатком известного способа является низкая механическая прочность полученных анионитов (40%) за счет растрескивания гранул в процессе их синтеза. Целью изобретения является повышение механической прочности анионита. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в качеств аминирующего агента используют смес из 1,0-5,0 мае.ч. диметилформамида и 0,3-1,2 мае.ч. щелочи в расчете на 1 мае.ч. ХМС стирола и дивинилсульфнда. Аминирование проводят диметилами ном, образовавшимся из смеси димети формамида и щелочи при 60-85 С в течение 2-5 ч. Процесс ведут либо а среде диметилформамида, добавляя расчетное количество щелочи, либо в водном растворе щелочи с предвари тельно набухшим в диметилформамиде ХМС. Последний способ предусматрива введение в гранулы сополимера расче ного количества диметилформамида, необходимого для перевода всех хлор мьтилировауных групп в третичные аминогруппы. Скорость аминирования 691 определяется скоростью диффузии молекул.NaOH в гранулы ХМС. Степень набухания гранул :МС и аниояита в диметилформамиде, а также анионита в воде практически одинакова, что обуславливает ;отсутствие внутренних напряжений в гранулах при переводе ХМС в анионит и, следовательно. высокую механическую прочность последних (90-94%). Полученные низкоосновные аниониты обладают высокой селектичной сорбцией по золоту и серебру из цианистых комплексов и по золоту из хлоридных растворов. Пример 1.В трехгорлую колбу с мешалкой и обратньт холодильником загружают 130 г ХМС стирола и ДВС (содержание серы в сополимере 4,3%) с содержанием хлора 21,3%, 750 мл диметилформамида и 125 г кристаллической щелочи. Б течение часа массу нагревают до и выдерживают 4ч при 80-85°С. Гранулы анионита отделяют от маточного раствора, промывают 5%-ным раствором соляной кислоты и водой до нейтральной реакции. Для определения обменной емкости анионит переводят в ОН-форму. Образец не содержит гранул с трещинами. СОЕ по 0,1 н. раствору НС1 3,80 мг-экв/г, СОЕ по 0,1 н.раствору NaCl 1,1 мг-экв/г, удельный объем в воде в ОН-форме 2,90 см/г, С1-Лооме 2,97 ., механическая прочность 94%. Механическую поочность О7.1енивают после интенсивного перемешивания оппелеленного объема сорбентя с диаметром гранул более 0,63 мм на магнитной мешалке в течение 16 ч в растворах 5%-ной соляной кислоты и 3%-ной щелочи попеременно. Первые 8 ч - в растворе щелочи при замене на свежий раствор через каждые 2 ч (4 раза) и 8 ч - в растворе кислоты также при обновлении раствора каждые 2 ч. Показатель механической прочности рассчитывают как отношение объема анионита, оставшегося на сите мм после испытаний, к исходному объему. Пример 2. В трехгорлую. олбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 20 г ХМС (содержание серы в сополимере 6%, хлора в ХМС 1%), 100 мл диметилформамида и 10 г ристаллической щелочи. Массу нагреают в течение часа до 80-85С, выдерживают 5ч, обрабатывают по методике примера 1 и анализируют. Гранулы без трещин. СОЕ по 0,1 н. раствору НС1 3,87 мг-экв/г, СОЕ по 0,1 н.раствору NaCl 1,1 мг-экв/г, механическая прочность 92%. р 3. В трехгорлую колб Приме с мешалкой и обратным холодильником г ХМС (содержание серы загружают 10 4,5%, хл(эра в ХМС 21%), в сополимере 100 мл диметилформамида и 20 г кристаллической щелочи. В течение часа массу нагревают до 80-83°С, выдерживают 5ч, обрабатывают по методике примера 1 и анализируют. Гранулы без трещин. СОЕ по 0,1 н.раствору НС1 3,90мг-экв/г, СОЕ по 0,1 н.раствору NaCl 1,04 мг-экв/г механическая прочность 90%. Пример 4. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодиль ником загр5гжают 150 г ХМС (содержани серы в сополимере 6%, хлора в ХМС 21,5%) и 110 мл диметилформамида. Пр комнатной температуре и перемешиваНИИ массу вьщерживают 1 ч, загружают 300 г 20%-ного раствора щелочи, в течение часа нагревают до 60°С и выдерживают 2 ч. Гранулы анионита отде ляют от маточного раствора, обрабатывают и анализируют, Гранул с трещинами нет. СОЕ по 0,1 н раствору нее 3,89 мг-экв/г, СОЕ по 0,1 н. раствору NaCEl ,27 мг-экв/г, удельный объем в воде вСб -форме 2,9 , механическая прочность 94%. Пример 5. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодиль НИКОМ загружают 10 г ХМС (содержание о серы в сополимере 4,8%, хлора в ХМС 22,1%), 13 мл диметилформамида, выдерживают 1 ч, выносят 60 г 20%-ного раствора щелочи, нагревают до и выдерживают 3 ч. Гранулы анионита отделяют от маточного раствора, обрабатывают и аналйз.ируют. В образце, практически,нет гранул с трещинами. СОЕ по 0,1 н.раствору НС1 4,56 мг-экв/г СОЕ по 0,1 н.раствору NaCl 1,13 мг-экв/г, удельньй объем в воде в С1-форме 2,58 , механическая прочность 93,8%. Пример 6. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 150 г ХМС (содержание хлора в ХЙС 21%, серы в сополимере 6%), содержащего 217 мл диметилформамида, 900 г 20%-ного раствора щелочи, нагревают до 60 С и выдерживают 4ч. Анионит обрабатывают по методике примера 1 и анализируют. Гранулы без трещин. Механическая прочность 94%, СОЕ по 0,1 н.раствору НС1 4,22 мг-экв/г, СОЕ по 0,1 н.раствору NaCl 0,8 мг-экв/г, удельный объем в воде в С1-форме, 2,7 см/г. Полученный по предлагаемому способу низкоосновный анионит АНС на основе сополимеров стирола и ДВС обладает высокой селективной сорбцией rto золоту 43,2 и серебру ,15 мг/г из технологических цианистых растворов с содержанием золота 16,35 и серебра 43,0 мг/л. Применяемьй в промышленности анионит АМ-2Б на основе сополимера стирола и дивинилбензола в тех же условиях имеет емкость по золоту 22,58 и серебру 6,53 мг/г, анионит по известному способу - 9,0 и 0,74 мг/г соответственно. Из солянокислых растворов анионит АНС извлекает золота на 96% при соетаве технологического раствора 1 моль/л железа, 1 моль/л соляной кислоты и 10 мг/л золота, из этого же раствора анионит AM-2Б извлекает золото только на 34%.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКООСНОВНОГО АНИОНИТА путем аминирования хлорметйлированного сополимера стирола и дивинилсульфида аминирующим агентом, о т л яч ающ ий с я тем, что, с, целью првьпиения механической прочности анионита - в качестве аминирующего агента используют смесь из 1-5 мае.ч, диметипформамида и 0,5-1,2 мае.ч. щелочи в расчете на 1 мае.ч. хлорметйлированного сополимера. (Л С ЧО 00