Способ получения комплексообразующего ионита Советский патент 1984 года по МПК C08J5/20 

N9

О со

4 Изобретение относится к химической технологии и может быть использ вано для избирательного извлечения ионов тяжелых металлов из природных и сточных вод. Известен способ получения сорбен для извлечения ионов тяжелых металл из сточных вод, включающий осаждени кремниевых полимеров в нейтральной и кислой среде. Кремниевокислый нат рий добавляют в двухнормальный раст вор едкого натра при интенсивном перемешивании. К смеси добавляют ра створ кислоты (1:1) или водньш раст вор, содержащий 30 вес. % хлористог кальция. Выпавший осадок промывают водой, быстро сушат при 105-110°С, после чего помещают в ионообменную колонну 1. Недостатком сорбента, пол шнног таким способом, является относитель но низкая избирательность к ионам целевого тяжелого металла. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения комплексообразующего ионита путем взаимодействия линейного поливинилпиридина, кватернизованного на 30-40% с ионом металла, который предполагается сорбиро, модифицирования полимера струк вать, турирующим (сшивающим) агентом, например, этилен- i t-акриламидом и последующего разрушения комплекса кислотой. Известный способ позволяет получить ионит, характеризующийся высокой сорбционной активностью по отношению к сорбируемому тяжелому металлу, в частности к вольфраму 2 Однако технология получения ионитов известным способом сложна, так как включает в себя две стадии полимеризации, а также использование токсичных мономеров, Целью изобретения является упрощение технологии получения нонита с избирательной сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам , Для достижения цели по способу получения комплексообразующего ионивключающему взаимодейстие полиме- того,

ра с ионообменными группами с ионом металла, модифицирование полученного комплекса полимера структурирующим агентом и последующую обработку модифицированного полимера раствором минеральной кислоты для разрушения комдержание кремния в смоле составляет 49 мае. %.

П р и м е р 3. Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением того, что раствор содержит вместо ионов MoOj ионы . 42 плекса, в качестве полимера с ионообменными группами используют макропористый анионит, в качестве структурирующего агента - растворимые соединения кремниевой кислоты и взаимодействие полимера с ионом металла осуществляют одновременно с модифицированием в водной среде при рН 2-2,5 до содержания кремния в полимере 30-50 мае. % от исходного полимера. В качестве макропористых анионитов применяют аниониты различной структуры, в частности, пиридиновый анионит ВП-1 Ап, анионит на основе хлорированного сополимера стирола и дивинилбензола АМ-п и др. Введение силиката натрия в матрицу основного ионита приводит к образованию неравномерных кремниевых полимеров, формирующихся вокруг ионогенных групп анионита, связанных с ионом сорбируемого металла. После разрушения комплекса и вымывания металла образуется вакансия, геометрически соответствующая размеру иона соответствующего металла. Содержание кремния в анионите в количестве 3050 мае. % обусловлено тем, что в этом случае достигается равномерное и полное распределение кремнийсодержащего полимера в порах по всему объему зерна анионита, Использование 6 качестве полимер-, ной основы готовых анионитов позволяет получать селективные иониты в форме сферических гранул с хорошей механической и химической устойчивостью. Пример 1 . Сорбент для изби-. рательного извлечения ионов молибдена ползчают путем обработки 100 мл ионообменной смолы ВП-1Ап в SO ч форме 3 л раствора, содержащего 10 г/л SiOg, 1 г/л МоО,/, при рН 2,5 в течение 48 ч. Затем в течение 6 ч сорбент обрабатывают 2 М раствором серной кислоты. Содержание соединений кремния в смоле после обработки составляет 30 мае. %. П р и м е р 2. Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением что обработку ведут 96 ч. СоП р и м е р 4 Сорбент получают аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве анионита используют макропористьш аммоний АМ-п. Содержание кремния в смоле составляет 35 мае. %.

Сорбционную. активность полученных сорбентов проверяют, осуществляя сорбцию элементов из растворов, со.держащих различные количества молибдена, рения, меди, магния, железа.

Результаты по сорбции элементов ионитом представлены в таблице.

Аналогичным образом оценивают сорционную емкость ионита на основе ани онита АМ-п (по примеру 4).

Сорбционная емкость этого,ионита по молибдену из растворов, содержащих его в количестве 0,01 и 1,0 г/л, составляет 11,0 и 65,0 мг/г, по остальным металлам - 1,0 .и 4,6 мг/г. В этих же условиях анионит АМ-п сорбирует 7,0 и 43,0 мг Мо/г и остальные металлы в количестве 3,5 и 24,0 мг/г соответственно.

Сорбент, получеиньй по примеру 3, селективно сорбирует рений в присутствии молибдена из сточных-вод, содержащих 0,004 г/л молибдена, 0,003 г/л рения, а также свинец, мед кальций, магний. При этом рений сорбируется полностью, а остаточная концентрация молибдена в растворе составляет 0,003 г/л.

Как следует из этик данных, модифицированные кремнием аниониты превышают исходные аниониты по сорбционной емкости, и селективности сорбЦШ1. При этом технология получения модифицированных, ионитов проста, позволяет на основе одного и того же исходного анионита получать сорбенты настроенные на раз.личные металлы, без проведения трудоемких стадий пол1-гмеризации мономеров.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОШЛЕКСООБРАЗУЩЕГО ИОНИТА, включающий взаимодействие полимера с ионообменными группами с ионом металла, модифицирование полученного комплекса полимера структурирующим агентом и последующую обработку модифицированного полимера раствором минеральной кислоты для разрушения комплекса, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения технологии получения ионита с избирательной сорбционной активностью по отношению к тяжелым металлам, в качестве полимера с ионообменными группами используют макропористый анионит, в качестве структурирую- щего агента - растворимые соединения кремниевой кислоты и взаимодействие полимера с ионом металла осуществляют одновременно с модифицированием в. i водной среде при рН 2-2,5- до содержания кремния в полимере 30-50 мас.% (Л от исходного полимера.