Способ получения суспензий ионообменных смол

Класс 39 с, 30 Ло 143555 СССР ИСАНИЕ ИЗОБРК К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ НИ ВУ Подгггсная груггга Лф 1 М, Аржаткин, Н. Ласкорин, В. А, Голдобина, А. Г, Маурина и НООБМЕННЫХ СМОЛ УСПЕНЗИ ОСОБ ПОЛУЧЕН явлено 15 апреля 1961 г. за ЛЪ 726500/23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРтений Мв 24 за 1961 г. оллетене изоб Опубликовано в одзб- обла- прозии ион кислотаь При проведении в больших масштабах процесса сорбции из раст. воров неподвижным или движущимся слоем ионита, обычно используют сорбенты с размером зерен от 0,3 до 1 - 2 млг. При этом промежуток времени до установления полного сорбционного равновесия в ряде случаев измеряе 1 ся несколькими часами.Известно, что при всех прочих равных условиях затрата времени на установление сорбционного равновесия тем меньше, чем меньше величина зерен сорбента. Однако применение сорбентов с размером зерна менее 0,1 мм встречает ряд препятствий, обусловленных гидродинамическими соотношениями.При статическом варианте сорбции коллоидным порошком ионпта возникают затруднения с разделением твердой и жидкой фаз.До настоящего времени неизвестны методы, позволяющие получать в органических средах стойкие суспензии ионообменных смол, сорбционные свойства которых не изменяются при образовании суспензли.Предложенный новый способ получения суспензий ионообменных смол заключается в том, что, с целью получения устойчивых суспснзий, ионообменные смолы с величиной зерен от 0,07 до 0,1 лгм подвергают предварительной обработке гидрофобизирующими алкил-или арилпроизводными кислот, например фосфорной или алкилбензилалкилагчинами, или производными четвертичных аммониевых оснований, с по. следующим диспергированием в органических растворителях, не смешивающихся с водой.С помощью описанных суспензий осуществляется процесс, п ный экстракции жидкими ионитами или другими экстрагентами, дающий всеми преимуществами жидкостного экстракционного цесса.Органические суспен итов сохраняют устойчивость при многократной обработке их 1 и или щелочами, они не смешиваюгсяс водными,.растворами, очень быстро расслаиваются и их характеристика практически не изменяется во времени.Экстракци 11 органическими суспензиями сорбента стала возможной в результате,обнаружения ранее неизвестного явления, состоящегов том, что если в тонкоизмельченный сорбент ввести путем пропитки0,1 - 0,2 мЕ/г алкилфосфата, алкилдиалкилфосфата или диалкил- иарилпроизводных Кислот серной, фосфорной и других, в которых присутствие соответствующих алкильных или арильных радикалов обеспечивает плохую растворимость их в воде, то ионит образует оченьпрочные суспензии в среде органических растворителей, таких как керосин, бензол, различные углеводороды и их производные.Для получения органических суспензий катионитов (КУ, РФ,СГи др.) тонкоизмельченный катионит, с размерами зерна от 0,07до 0,1 мм, обрабатывают органическими растворителями например керосином, содержащим не растворимые в воде аминосоединения, например триалкиламины и производные четвертичного аммониевого основания.Для получения устойчивой суспензии катионитов в керосине, достаточно ввести на 1 г катионита 20 - 50 мг триоктиламина или эквивалентного количества других алкиламинов.Оптимальная доза гидрофобизирующих органических соединений,необходимых для создания устойчивых соединений, при прочих равныхусловиях зависит от величины зерен сорбента.Так, например, при средней величине зерна катионита КУ-0,13 мм необходимое для гидрофобизации количество триоктиламинасоставляет 0,09 мЕ/г, при средней Величине зерна 0,067 это количествосоставляет 0,28 л 1 Е/г.От общей ионообменной емкости катионита КУсоставляющей3, 5 л 1 Е/г гидрофобизиру 10 щая добавка алкилами 11 а зани 1 ает Всего лишь0,1 - 0,2 мЕ/г. Сорбционные свойства катионита КУи большинства других ионитов, приготовленных в виде органической суспензии, почти неизменяются,Для приготовления устойчивых органических суспензий анионитовАНФ, ЭДЭП, АМ, АМП, ВПи др, применя 1 от широко доступныеалкилсульфаты тип 11 додецилсульфс 1 тз, порошок Новость (алкил.сульфокарбоксильные соединения) моноалкил-и диалкилфосфаты и, Вчастности, ди-этилгексилфосфорную кислоту.Введение гндрофооизирующей добавки в количестве, достаточномдля образования стойких суспензий в керосине занимает всего 4 - 5%общей ионообменной емкости ионита (О, - 0,2 мЕ/г) .Затрата времени, необходимого для установления полного сорб.ционного равновесия при экстракции органическими суспензиями ионитов, даже для таких крупных ионов как полимолибдаты, ванадаты идругие тяжелые металлы снижается в 10 - 20 раз по сравнению с круп.но-зерненными сорбентами, Так, например, при сорбции молибдена анионитом АМ при продолжительности контакта 1 час - сорбционнаяемкость составляет:при величине зерна от 1,6 до 0,6 л 1 л 1 - 10,5 мг/г, при величине зернаОт 0,6 до 0,3 мл 1 - -15,5 мг/г, в органической суспензии в керосине (раз.мер зерна от 0,1 до 0,075) 150 лг/г.Значительное улучшение кинетической характеристики тонкодисперсных органических суспензий ионитов сравнительно с зерненымисорбентами, обычно применяемыми для сорбции из растворов, позволяет существенно сократить единовременную загрузку ионита.Для приготовления органических суспензий ионитов можно восЛо 143555 Предмет изобретения Способ получения суспензий ионоооменных смол, отл ич а ющ и йс я тем, что, с целью получения устойчивых суспензий ионообменные смолы с величиной зерен 0,07 - 0,1 мм подвергают предварительной обработке гидрофобизирующими алкил.или арилпроизводными кислот, нап 1)иер, фосфорной или алкил- бепзилалкиламинами, или производныхи четвертичных аммониевых оснований, с последующим диспергированием в органических растворителях, не смешивающихся с водой. Составитель В, М. Крол Редактор С. А. Барсуков Техред А. А. Кудрявпева Корректор П. А, Евдокимов Формат бум. 70) 08/в Объем О,8 изд. л Тираж 620 Цена 4 коп. ЦБТИ при Комит:те по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.Поди. к пеи. 29.1-62 гЗак. 2898 Типогграфия ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка,пользоваться мелкими фракциями сорбснта, являющимися обычно от. ходами при производстве ионообмечных смол.Экстракция органическими суспензиями ионитов может быть оформлена известным образом, как непрерывный процесс в аппаратах, обычно применяемых для жидкостной экстракции,Пример: Разделение ииркония от гафния при помои 1 и органических суспензий катионитов.Разделение циркония и гафния суспензией КУв керосине производят из фторсульфатного раствора циркония, содержашего окиси циркония - 50 г/л, фтора - 10 г/л и гафния 1 ов по отношению к цирковПо с общей кислотностью 120 г/л, Применяют суспензию, содержащую 30 - 50 г КУна 100 мл керосина.Регенерацию суспензии КУпроизводят 7%-ных раствором кислоты при отношении к суспензии 3:1. Коэффициент однократного разделения циркония и гафния находится в пределах от 3 до 5 Продолжительность контакта 1 - 2 мин,Разделение водной и органической фазы при использовании суспензии в 4 - 5 раз быстрее, чем трибутплфосфата и азотнокислых растворов и при этом не образуется третья фаза,Полученные таким методом циркониевые фракции содержат ме нее 0,03",/в гафния по отношению к цирконию, а гафниевые фракции содержат 0,5% циркония по отношен 1 по к гафнию.Описанный способ разделения циркония и гафния при помощи органической суспензии КУпо производительности и другим показателям значительно превосходит все известные ионообменные и экстракционные методы разделения этих элементов.