Способ получения комплесообразующего ионита

 

Со!оэ Советских

Социалистических

Республик (i} 523113 (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.10.74 (2! ) 2066746/05 с присоединением заявки Лев (23) Приоритет(43} ОпубликованоЗ0.07.76.Бюллетень М 28

2 (51) М. Кл.

С 08 V 8/34

Гасударстеениый комитет

Совета Министраа СССР па делам изаоретеиий и открытий (53) УДК 661.183. .123 (088.8) (45) Дата опубликования описания 16,11.76

В, М. Балакин, А, Г. Тэслер, 3, В, Пушкарева

С. Н. Ильичев и А. H. Черкасов (72) Авторы изобретения!..

iа

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМ ПЛЕКСООБРА ЗУ)ОШЕГО

ИОНИТА

Изобретение относится к области получения сорбентов, селективных к тяжелым металлам, и предназначено для использования в гидрометаллургии, аналитической химии и т, д

Из аналитической практики известно, что

„-оединения, содержащие в своем составетиомочевинные группировки, в ll

-я -с-ми, !

О обиадают большой склонностью к комплексо образованию с ионами ряда металлов. Известно, что многие соединения, содержащие в своем составе группиюовки,МН вЂ”, явля В=С КК- !5 ются аффективными экстрагентами для метал лов платиновой группы, K таким соединеням относятся дифенилтиокарбазон (дитизон), ди фенилтиомочевина, фенилтиосемикарбазид и дифенилтиосемикарбазид. Экстрагенты с THogp мочевинными группировками находят широкое практическое применение, тогда как о сшитых сорбентах, содержащих тиомочевинные группы, из литературных данных известно кюайне мало. 25

Известны попытки применения в качестве . анионитов сшитых полимеров, содержащих в . своем составе группировки алкилтиоуроние- вых солей. Однако эти соли склонны к гид-! ролизу, особенно в щелочной среде, что ограничивает их применение, Известен способ получения ионита с тиомочевинными группировками путем химической модификации аминополимеров, заключающийся ,в том, что продукты кросс-конденсации аро матических аминов с формальдегидом, содер жащие первичные и вторичные аминогруппы ароматического характера, обрабатывают роданистым аммонием в кислой среде, По атому способу. 1,0 вес, ч. амикополимера обра батывается 0,5-0,7 вес. ч, роданистого ам мония, 1,0-1,5 вес, ч. воды и 0,5-1, 0 вес. ч, концентрированной соляной кислоты в течение 8-10 час при 95-100 С. Иониты о склонны к комплексообразпваник с ионами

3-.+ оч

Со и CU, однако их селективность не удовлетворяет требованиям промышленности, С целью увеличения селективности сорбционных свойств комплексообразуюших иони-! тов предложен способ их получения пугем

523113

II

СНР Q m-С-W

2 обработки роданистым аммонием в кислой среде аминополимеров, в качестве которых используют продукты аминирования перви ными алифатическими и ароматическими аминами сопэлимеров моновинильного соединения 5 и дивинилбензола, содержащих активные хлорметильные группы, В качестве сшитых сополимеров, содержащих активные хлорметильные группы используют хлорметилированный сополимер 10 стирола и дивинилбензола (ДЗБ) и сополимер 2-хлорметил-5-винилпиридина и дивинилбен зола.

По предлагаемому способу 1,0 вес. ч, аминополимера обрабатывают 0,6-1,0 вес. ч. l5 роданистого аммония, 1,0-1,5 вес. ч. воды и 0,5-1,0 вес. ч. концентрированной о соляной кислоты при 85-95 С в течение

8-10 час. Отмытый от -ионов ионит анализируют на содержание азота и серы.

Полученные иониты содержат в своей структуре группировки вида

Il

Вез — N — С вЂ” 1щ.

2. )

R 25 где К вЂ” водород, алкил, арил,:

Re S - полимерная матрица, Сополимер 2-хлорметил-5-винилпиридина с дивинилбензолом (ДВБ) получают путем ряда полимераналогичных превращений про30 мышленного пористого сополимера 2-метил-В-винилпиридина с ДВБ (содержание ДВБ12%), включающих N -оксидирование, ацетилирование метильной группы, омыление, хлорирование. Получаемый сополимер 235 хлорметил-5-винилпиридина с ДВБ содержит

21% хлора.

Аминирование хлорметилированного сополимера стирола с дивинилбензолом осущест» вляют 300 о-ными водными растворами первичных алифатических и ароматических ами- 40 нов при 70-80оС в течение 7-8 час.

Аминирование сополимера 2-хлэрметил-5- винилпиридина с ДВБ осуществляют 1020 /-ными растворами первичных аминов в зтиленгликоле. Полученные аминополимеры 45 содержат 10-12% азота, Продукты аминирования обрабатывают роданистым аммонием в кислой среде и получают сорбенты с тиомочевинными группировками.

II р и м е р 1. 10 r продукта амини- д рования хлорметилированного сшитого полистирола Ь-фенилендиамином (содержание азота 4,2%, содержание ДВБ-сшивки 8%), 6 г роданистого аммония, 15 мл воды и

10 мл концентрированной соляной кислоты 55 загружают в колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, Реакционную массу выдерживают 8 час о при перемешивания и 90 С. После охлаждения отфильтровывают ионит, промывают ® водой до отсутствия ионов в промывных водах, сушат на воздухе и определяют содержание азота и серы: N -6i36%, S «8,8%.

Полученный ионит содержаит группировки СН2 Сн

С=-S

NH

Пример 2. 10 г продукта аминирования хлорметилированного сшитого полистирола BHHJIHpDM (содержание азота 3,4%, содержание ДВБ-сшивки 8%) обрабатывают

6 r роданистого аммония в 15 мл воды и

10 мл соляной кислоты по методике примера 1.

Полученный ионит содержит группировки: — СН -CH—

Содержание азота 5,34%, серы — 7,2%.

Пример 3. 10 r продукта аминирования хлорметилированного сшитого полистирола этилендиамином (содержание азота

5,3%, содержание ДВЕ>-сшивки 8%) обрабатывают 6 г роданистого аммония в 15 мл воды и 10 мл концентрированной соляной кислоты по методике примера 1, Полученный ионит содержит группировки: — СН -Сн—

$

II

СН - - СН,- CH C щ

C=S

m2

Содержание азота 8,65%, серы - 10,63%.

Пример 4, 10 г продукта аминирования сополимера 2-хлорметил-5»винилпиридина аммиаком в зтиленгликоле с содер»жанием азота 12,5% обрабатывают 6 r роданистого аммония в 15-мл воды и 13 мл соляной кислоты по примеру 1, Полученный ионит содержит группировки: — сн,— сн—

N $

II сн;нн-с — мн, Содержание азота 14,2%, серы - 10,3%, 5231

Il p и м е р 5. 10 г продукта аминирования сополимера 2-хлорметил-5-винилпиридина 3ъ-фенилендиамином в этиленгликоле с содержанием азота 11,2% обрабатывают

6 г роданистого аммония в 15 мл воды и

10 мл концентрированной соляной кислоты по методике примера 1, Полученный ионит содержит группировки:

-СН -СН—

10 ън !

C=S

I

II

O wcgg

Содержание азота 13,3%, серы - 11,2Ъ.

Пример 6. 10 г продукта аминирования сопопимера 2-хлорметип-5-винилпиридина этипендиамином в этипенгликоле с содержанием азота 14,1/o обрабатывают 6 r роданистого аммонич в 15 мл воды и 10 мл концентрированной соляной кислоты по примеру 1.

Полученный ионит содержит группировки:

-cn,-ñí25

3Hg

МО с-3

l 11

СН вЂ” М вЂ” СН - СИ -14Н- С вЂ” 14Н

Содержание азота 15,9%> серы - 12,8 Ь, Сорбционные испьггания полученных ионитов проводят на сульфатном растворе (рН

2;+ ° g

2,5), содержащем (юг/л): Cv 500, Ni

500, Со 500,УЕ 500.

Сорбцию проводят 24 час 1,0 г ионита о из 100 мл раствора при 20 С и рН 2,5.

Иониты для сорбционных испытаний берут ав г 4 -форме. Результаты сорбционных испьгганий приведены в таблице, Из результатов сорбционных испьгганий, представленных в таблице, видно, что иониты, содержашие в структуре тиомочевинные группировки ароматического характера, обладают повышенным сродством к кобальту

Х+

Со--, причем присутствуюшее в растворе железо практически не сорбируется, сорбция меди также незначительна.

Иониты содержашие в структуре тиомочевинные группировки алифатического характера, селективно извлекают из раствора медь, при этом практически не сорбируется железо, никель и кобальт. Десорбция медиикобальта при пропускании через колонку 5 /-ной

Н2 S04. проходит практически полностью, Ионит, полученный по известному способу, обладая значительной емкостью покобальту, наряду с этим сорбирует медь, что является его недостатком.

Таким образом, из сопоставления результатов сорбционных испытаний ионитов,полу-ченных по известному и предлагаемому способам, видно, что последние обладают большей селективностью и емкостью по отношению к меди и кобальту. Предварительные результаты позволяют рекомендовать новые иониты с тиомочевинными группировками для широких сорбционных испьгганий на технологических растворах.

Механическая прочность на истирание новых ионитов при перемешивании с рудными пульпами составляет 98,0-98,5 й, что выше механической прочности в этих условиях ионитов поликонденсационного типа, полученных по известному способу (92-94 Ь), 523113

N hl cv O o с4 Ф л )" с1 с4 3» ч » (Ч ((ц Ч СЧ Я CO С4 С

o o o o o o

CO CO g) (3 рр

o o о о Я

О Р CO ..CO Ф

o < о о о о

0) О CO t CO СО Ф Ф ср Ф о о о о о

® С ru Л

° ф Ф

o o

° »О Я о л „e Ч с (О о о

tQ т-Ч о »

CO

4

52 3113

Составитель В. Мкртычан

РедактоР Н. СпиРидонова ТехРед Г. Родак Корректор Н. Зол

Заказ 5046/574 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

ФилиалППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретенич

1 ° Способ получения комнлексообразующего ионита с тиомочевинными группировками путем обработки аминополимеров роданистым аммонием в кислой среде, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения селективности сорбционных свойств ионитов, в качестве аминополимера исползуют продукты аминирования первичными алифатическими и ароматическими аминами сополимеров моновинильного соединения и дивинилбензола, содержащих хлорметильные группы.

2, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, в качестве аминополимеров используют продукты аминирования сополимера 2-хлорметил-5-винилпиридина и дивинилбензола и хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола.