Способ получения волокнистого сорбента Советский патент 1993 года по МПК C08J5/20 D06M11/54 D06M101/28 

(Л

С

Использование: извлечение тяжелых металлов (РЬ, Аи, Ег) из геотермальных вод, рассолов, доизвлечения их из промышленных растворов гидрометаллургических заводов, гальванических участков. Сущность изобретения: волокно на основе привитого сополимера поливинилового спирта и поли- акрилонитрила обрабатывают смесью мочевины и оксиэтилендифосфоновой кислоты до содержания на нем 3-4,6% фосфора. Затем пропитывают его 10%-ным водным раствором сернистого натрия, нагретого до 75°С при модуле ванны 50:1 и рН 7,5-8.

Изобретение относится к технологии получения сорбентов на полимерной основе, которые могут быть использованы для извлечения тяжелых металлов (Pd, Au, Er) из геотермальных вод, рассолов, доизвлечения их из промышленных растворов гидрометаллургических заводов, гальванических участков.:

Цель изобретения - повышение сорбци- онной емкости и увеличение скорости сорбции тяжёлых металлов.

Поставленная цель достигается тем, что волокно на основе привитого сополимера поливинилового спирта (ЛВС) и полиакри- лонитрила (ПАН) обрабатывают смесью мочевины и оксиэтилендифосфоновой кислоты до содержания фосфора 3-4,6% и дополнительно пропитывают 10%-ным раствором сернистого натрия, нагретого до 75РС при модуле ванны 50:1 и рН 7,5-8.

При этом процесс фосфорилирования проводят при соотношении мочевина - ОЭДФК1:2 2:1 до достижения содержания фосфора 3-4,6% при температуре 60°С в течение 2 ч.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами,

П р и м е р 1 0,5 г привитого сополимера поливинилового спирта и полиакрилонитри- ла, с содержанием ПАН 50 мас.%, содер- жащий 2 г ОЭДФК и 3,5 г мочевины в 3 мл воды и нагревают в течение 2 ч. при 60°С на водяной бане при перемешивании. Отжимают до 260% привеса (от персоначальной массы волокна) и высушивают в сушильном шкафу при 200°С в течение 20 мин, Высушенное фосфорилированное; поливинилс- пиртового волокно (МФ ИВС) промывают .горячейводой до нейтральной реакции промывных вод, выдерживают в течение 2 ч в

со

iNJ

к

VI

(J

0,1 моль/л раствора НС..после этого вновь промывают водой до нейтральной реакции, затем высушивают при комнатной температуре до постоянного веса. Затем полученный фосфорилированный сополимер погружают в 10%-ный водный растворNa2S, нагретый до 75°С, рН - 7,5-8, модуль ванны 50:1 и выдерживают в течение 5 ч, Полученный серо-, фосфорсодержащий сополимер (МФСПВ С) тщательно промывают водой до нейтральной реакции и отсутствия в промывных водах сульфат-ионов. Волокно сушат при комнатной температуре до постоянного веса. .-.. .,,.. . -...-. , . .

В фосфорилированном сополимере МФПВС найдено: Р - 4,6 мас.%. В окончательном продукте МФСПВС найдено:

Р-3,4%.

S-8.1%.

Статическую сорбционную емкость (ССЕ) определяли по насыщению МФСПВС волокна ионами металла в статических условиях. Навеску волокна МФСПВС (0,25 г) поочередно помещали в 0,2 моль/литр раствор (25 мл) соли металла в 0,1 моль/литр НМОз при температуре 98°С и выдерживали в течение 1 часа, в каждом случае определяли концентрацию ионов металла до и после сорбции. Эту операцию с навеской волокна повторяли до тех пор, пока концентрация ионов металла в растворе после сорбции не изменялась по сравнению с исходной концентрацией до сорбции.

ССЕрь + 2 3,5 моль/г или 7 мг-экв/г Время установления равновесия Травн определяли из кинетической кривой зависимо-1 сти равновесной концентрации ионов металла на волокне (СЕ) от времени сорбции, полученной методом ограниченного объема в статических условиях.

Для РЬ

AiT

РЬ

2+

3+

25РС

Au

Р

3+

Гравн 3мин

80°С

,2-1-.

Гравн 1 МИН

Концентрацию РЬ в растворах определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Коэффициенты распределения

для КД2,6-105 европия.

для золота КД 4.3104

Коэффициенты распределения для европия и золота определяли по формуле:

Kn-.lMl

д М

где М и М равновесные концентрации ионов металлов в фазе сорбента (моль/г) и растворе (моль/мл), соответственно. Концентрации европия и золота в фазе волокна

определяли рентгено-флюоресцентным методом, в растворе радиометрическим методом.

Пример 2. По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор

содержит 3 г ОЭДФК и 4 г мочевины.

В фосфорилированном сополимере МФПВС найдено: Р - 3,8 мас.%. В сорбенте МФСПВС найдено: Р-3,0 мас.%

S .. -7,5 мас.%

ССЕрь

2+

2,9 ммоль/г.

0

5

0

Время установления равновесия в статических условиях при сорбции Pp. , Au

i 25°C

Трзвн 1,0 МИН.

КддляЕг(Н1) 5,6-104 КддляАи : (II 1) 20Ч О4 П р и м е р 3. По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор 5 содержит 3 г ОЭДФК и 6 г мочевины. В МФПВС найдено:

Р-3,0 мас.% В МФ.СПВС найдено

Р-2,8 мас.% 0s- 6,3 мас.%

ССЁрь 2,1 ммоль/г.

Время установления равновесия в статических условиях Pb(l I), Au(l II)

25°С

Гравн 5 МИН КддляЕг(III) 1,1-104 КддляАи (I ll)-10-104. П р и м е р 4. По примеру 1, за исключением того, что фосфорилирующий раствор 0 содержит 4 г ОЭДФК и.2 г мочевины.

В МФПВС найдено: vГ Р -2 мас.% В МФСПВС найдено:

Р- 1,5 мас.% 5S-3,6 мас.%

ССЕрь 0,98 ммоль/г, ; Время установления равновесия в статических условиях при сорбции Pb(U),Au(lII).

25°С

Гравн Ю мин.

КддляЕг(II).01103 .

КддляАи(III)- 1.8-102

Предложенный сорбент может использоваться для сорбционног.о извлечения мик- 5 роколичеств золота из сбросных вод с повышенным солевым фоном:

Сорбцию Аи-195 проводили в динамических условия : из раствора следующего состава:.

ЫаС1-179г/л

МдС1 -28г/л

CaCl2-59 т/л НС1дорН2,0.

Аи-195 с удельной активностью 1207 имп/мл сек. При пропускании 100 положи- тельных объемов извлечено 99,2%. При пропускании этого же раствора в аналогичных условиях через сорбент-прототип извлечение 60%.

Золото полностью десорбируется 5% раствором тиомочевйны.

П р и м е р 7 (сравнительный). По примеру 1 за исключением обработки фосфорили- рованного продукта в растворе сернистого натрия.

Р-3.4% 5 0%

ССЕрь(11} 2,2 ммоль/г.

Время установления равновесия в статических условиях при сорбции Pb(lll), Au(lll)

25°С

равн. 15 мин.

80°С Гравн. 10 мин.

КддляЕг (HI) 1.0104 КддляАи (Ill)°4 103. Формула изобретения Способ получения волокнистого сорбента обработкой исходного волокна смесью мочевины .и оксиэтилендифосфоно- вой кислоты, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что. с целью повышения сорбцирнной емкости и увеличенид скорости сорбции тяжелых металлов, в качестве исходного волокна ис- пользуют волокно на основе привитого Ьополимера поливинилового спирта и поли- акрилонитрила, обработку осуществляют до содержания фосфора на волокне, равного 3-4 мас.%,и дополнительно пропитывают волокно 10%-ным водным раствором сернистого натрия, нагретого до 75°С при модуле ванны 50:1 и рН 7.5-8. ...