Способ извлечения таллия из кислых растворов Советский патент 1992 года по МПК C01G15/00 

Изобретение относится к аналитической химии и касается сорбционного концентрирования таллия, что может быть использовано для анализа промышленных, природных и сточных вод, объектов окружающей среды.

Известен способ концентрирования таллия, который заключается в экстракции его диантипирилметаном из солянокислых сред в присутствии перхлорат - ионов.

Недостатком способа является низкий коэффициент концентрирования, что непригодно для работы с разбавленными растворами. Другим недостатком является необходимость использовать токсичный органический растворитель - хлороформ.

Известен также способ концентрирования таллия на полимерном тиоэфире заключающийся в сорбции таллия на полимерный тиоэфир в присутствии ДЭДТК с последующим разложением полимера.

Способ имеет достаточно высокий процент извлечения (95%), однако и ряд существенных недостатком: совместно с таллием сорбируется ряд тяжелых металлов, узкий интервал сорбции (рН 7), невозможность повторного использования сорбента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сорбции таллия на пенополиуретане (ППУ), модифицированном полиэфиром. Способ заключается в следующем. Полиуре- тановую пену вымачивают в азотной кислоXI

сл о

Ю

2

те, промывают дистиллированной водой, сушат, промывают ацетоном и сушат на воздухе. Сорбцию проводят в присутствии реагента - 0,02 М пикриновой кислоты - извлечение таллия из раствора составляет 26%. Коэффициент распределения, рассчитанный по формуле

% металла на, ППУ ,V растворэ

Мппу

а % металла в р-рб-|Q

,.Н

,3+

;2+ „2+

Си, Fe°. СсГ. Со

,3+

Ni2. Zn2+.

,2+

2+

для таллия равен 85.

Недостатком способа являются невысокая степень извлечения таллия, большая протяженность во времени как подготовки пенополиуретана, так и самого процесса сорбции таллия на ППУ. образец рассчитан на одноразовое использование. Сорбции таллия мешают РЬ2+, Ад+, Ва2,

Цель изобретения - увеличение степе- ни извлечения таллия и сокращение длительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что к исследуемому раствору, содержащему таллий в разбавленной кислоте, прибавляют раствор окислителя - брома или перман- ганата каллия, перемешивают и загружают подготовленный пенополиуретан. Сорбци- онное равновесие устанавливается в течение 5 мин. Десорбция таллия с ППУ проводится ацетоном в течение 5 мин. Степень извлечения таллия составляет 99 %. Коэффициент распределения составляет ,7 105, Извлечению таллия не мешают

Рг/, НсГ,

, щелочные и щелочно-земельные элементы.

Пенополиуретан после десорбции промывают 0,1 М раствором HCI и он становится пригодным для повторного использования.

Последующее аналитическое определение таллия проводят известными методами.

П р и м е р 1 (известный) ППУ, нарезанный кубиками, вымачивают в 0,5 М HNOa в течение 12 ч, промывают дистиллированной водой, отжимают, промывают ацетоном в течение 6 ч, сушат на воздухе. К 100 мл исследуемого раствора, содержащего 1 10 4 М TJ. прибавляют 0,4 ППУ, пикриновую кислоту до концентрации 2 М, помещают в термостат и выдерживают в течение 6-8 ч. Далее отжимают ППУ и измеряют концентрацию раствора до и после сорбции атом- но-абсорбционным методом. Коэффициент распределения Д 85, то есть исходя из формулы 1, процент извлечения таллия составляет:

Ж Г° 34Т х

85

0.34 R 26.

Q

5

0

Видно, что процент сорбции невелик и метод не пригоден для извлечения таллия из большого объема водного раствора. Совместно с таллием и более эффективно сорбируется Ад+ и РЬ2+.

Пример 2. (предлагаемый). ППУ, нарезанный кубиками по 5x5x5 мм, вымачивают в 1М HGI в течение 0,5 ч, промывают дистиллированной водой, отжимают между листов фильтровальной бумаги.промывают ацетоном в течение 0,5 ч, отжимают между листами фильтровальной бумаги, сушат на воздухе, К 200 мл исследуемого раствора, содержащего таллий в среде 0,1 М по HCI, прибавляют 1 мл, 0,1 н. раствора перманга- ната калия, перемешивают раствор, затем загружают 0,1 г ППУ и перемешивают в течение 5 мин. Отфильтровывают и измеряют содержание таллия в фильтрате атомно-аб- сорбционным методом. Коэффициент распределения Д 2,7 -10J. Извлечение таллия из раствора составляет

2,7 10й

0,1 200

1,35 -102 R 99%.

0

5

0

5 0 5

Пример 3. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но в среде рН 3 по соляной кислоте. Коэффициент распределения D 2,7 -105. Извлечение таллия из раствора составляет 99%.

Пример 4. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но в среде 4М по соляной кислоте. Коэффициент распределения D 2,7 -105. Извлечение таллия из раствора составляет 99%,

Пример 5. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но в среде рН 4 по соляной кислоте, Коэффициент распределения D 1,05 103. Извлечение таллия из раствора составляет 5%.

Пример б, Способ осуществляется аналогично примеру 2, но в среде 5М по соляной кислоте, Коэффициент распределения D 1,8 -10 . Извлечение таллия из раствора составляет 90%.

Пример 7. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но в присутствии посторонних ионов.

Результаты определения таллия в присутствии посторонних ионов (таблица).

Пример 8. К 200 мл исследуемого раствора, содержащего таллий в среде 0,1 М по HCI, прибавляют 1 мл 0,4 М раствора брома в воде, перемешивают, нагревают раствор до исчезновения окраски раствора, затем загружают 0,1 г ППУ и далее согласно примеру 2. Коэффициент распределения D

2,7- 10 . Извлечение таллия из раствора составляет 99%.

Как видно из примеров 1-8, оптимальным условием сорбции является кислотность по HCI от рН 3 до 4 М. При рН 3 таллий гидролизует, при кислотности выше 4 М начинается разрушение пенополиуретана.

Изобретение позволяет добиться более чем в 3 раза увеличения степени извлечения таллия, более чем в 3000 раз большего коэффициента распределения. Это дает возможность количественно извлекать таллий из разбавленных растворов. Время ус

тановления сорбционного равновесия уменьшается в 70-90 раз ,. Пенополиуретан пригоден к многократному использовачию. Формула изобретения Способ извлечения таллия из кислых растворов, включающий сорбцию на пенополиуретане, отличающийся тем, ч го, с целью повышения степени извлечения таллия и сокращения длительности процесса, предварительно в исходный раствор вводят водные растворы перманганата калия или брома и сорбцию ведут из раствора со ляной кислоты с концентрацией от рН 3 до 4М.

Использование: для анализа на содержание таллия в промышленных, природных и сточных вод объектов окружающей среды. Сущность изобретения: в кислый раствор, содержащий соляную кислоту с концентрацией от рН 3 до 4 М и таллий, вводят раствор перманганата калия или брома, после чего раствор вводят в контакт с пенополиуретаном и перемешивают в течение времени, необходимого для установления равновесия (5 мин). При этом сорбируется до 99% таллия. 1 табл.