Полистиролазоантипирин в качестве сорбента для извлечения редкоземельных элементов

(54 С 08 Г 112/14 03 с мол,м. (8-500) бента для извлеч элементов. качестве соедкоземельных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогиии геохимии АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 210451, кл, С 01 М 31/00, 1978,Саввин С,Б, и др, Использованиеантипирина-С в качестве реагентадля сф - определения РЗЭ. Журналаналитической химии. 1973, ХХ 711,1263,(54) ПОЛИСТИРОЛАЗОАНТИПИРИН В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ1Иэббретение относится к новым хи- мическим соединениям, конкретно к азопроизводным полиаминостирола полистирол - азоантипирин формулыИсуЗ ЗОН с мол,м, (8-500)10Полистиролазоантипирин может использоваться в качестве хелатного сорбента для избирательного извлечения из растворов суммы редкоземельных элементов (РЗЭ):Се, 1 а, Рг, Ы, Рш, Бш, Еп, Сй, ТЬ, 1)у, Но, Ег Тш, ТЬ, Еп и применяться в геологии геохимии, цветной металлургии и др отраслях народного хозяйства преимущественно для последующего аналитического определения,Известны азопроизводные полиаминостирола,на основе аэосоединения хромотроповой кислоты формулы где К - Н, ОН, СООН, АвО Н , 80 Н1 11 111 17 7Укйзанные хелатные сорбенты 1-Ч применяются для извлечения из растворов ТЬ, 1), 2 г, НК, МЬ, Та, Ре, Со, К, Ип, а также РЗЭ,Однако сорбеяты не обладают избирательностью извлечения РЗЭ .в присутствии других элементов,Наиболее близким по структуре кпредлагаемому изобретению является ,2,7-бис-азосоединение на основе хромотропной кислоты и 4-аминоантипирина формулыС 6 И С-КЫ % ОИ о- СН 5 "-"35 оГ,"." НОуз Я 0 Н747099 2Указанное соединение, названноеантипирином - С, применяется в качестве высокочувствительного (Г,=00000) органического реагента дляспектрофотометрического определенияРЗЭ,Однако антипирин - С также не может извлекать РЗЭ иэ растворов, таккак сам реагент и его комплексы растворимы в воде,Целью изобретения является синтезполистиролазоантипирина в качествехелатного сорбента для избирательногоизвлечения РЗЭ из растворов в прибсутствии и 10 количеств других эле -ментов.Хелатный сорбент полистиролаэоантипирин формулы НО 5 0366 8-500) 10 избирательноРЗЭ из растворов.ельность извлечения РЗЭя наличием в полистиролье функционально-аналитиче с мол,м,извлекаетИзбирадостигаетматри кои группы антипиринового ядра+ СН-.СЯ 2 - С ФиРЗЭДс 00 м-сн,ИшМ -ф МффбН 0,8 80,тный сорбент полистиролазоанобой тонкодискрасного цвета, кислотах и щетипирин и ерсный п редставляеторошок темнворимый в воде нера лоча е р 1типирина 1 олучение полисмол.м.(8 10 ) р и иролаэо С применением полистиролазоантипирина происходит количественно сорбцияРЗЭ в интервале рН 3-5 в присутствииби 10 количеств других элементов,Полистиролаэоантипирин получаютдиазотированием полиаминостирола смол,м. (8-500) О в среде НС 1 ++ МаИО с последующим азосочетаниемв среде Сао с моноазосоединением наоснове 4-аминоантипирина и хромотроповой кислоты при 0-5 С в течение24 ч,Хела747095,5 г 0,1 г моль хлористоводородной соли полиаминостирола с мол,м, 8- 500 10 растворяютв 20 С мл воды, дозбавляют 10 мл концентрированной НС 1ои диазотируют при 0-5 С прибавлением раствора 7 г (0,1 моль)ИаИО в 20 мл воды 1 ч, В конце процесса диазотирования выпадает желтый осадок диазония, который отфильтровывают и используют в реакции азосочетания с Ю антипириназохромотроповой кислотой.Растворяют 57,7 г (О, моль) антипириназохромотроповой кислоты в 500 мловоды, охлаждают до 0-,5 С. К раствору при перемешивании добавляют диазбний и раствор 56 г (1 моль) Са(ОН) в 300 мл воды в течение 1 ч, В процессе реакции азосочетания образуется темно-красный осадок - полистиролазоантипирин, После прибавления 20всего количества диазония перемешивают еще 3 ч и далее оставляют наночь,Для вьщеления конечного продуктареакционную смесь подкисляют 200 млконцентрированной НС 1 по конго, выпавший в осадок хелатный сорбентотфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают 5000-10000 мл водойдо получения прозрачного фильтрата (плохо отмытый сорбент в водеокрашивается в красный цвет из-заналичия моноазосоединения - антипириназохромотроповой кислоты).Далее осадок промывают ацетоном 35и высушивают на воздухе, Получают 21 г (ЗОБ от теории) полистиролазоантипирина.Найдено,З: Б 4,5; 5,4.Вычислено,Х: Я 9,0. 40По результатам анализа на ключевойгетероатом - серу степень азозамещения в полистирольной матрице составляет 0,5.-0,6.Полистиролаэоантипирин избирательно и с высокой полнотой извлекаютиз растворов РЗЭ в присутствии больших количеств сопутствующих элементов - Ре, И 1, Со, А 1, Тг, Сг, Мп,Сц, М 8, Са, 11, ТЬ, Ег, Нд и т,д. 50П р и м е р 2, Получение полистиролазоантипирина (мол,м, 500 10 ).Полистирол эмульсионный, технический мол,м. (500) 10 ГОСТ - 20282 74 (ПСЭ 1 )55Нитрование эмульсионного полистирола нитрующей смесью, К 406 мл охолажденной до -30 С нитрующей смеси 9 4(270 мл азотной кислоты, с = 1,51;136 мл серной кислоты, й = 1,84) при перемешинании и охлаждении в интервале от (-30) до ( в 0) С прибавляют 168 г эмульсионного полистирола. По окончании прибавления всего поо, листирола смесь нагревают до 50-60 С 2 ч. Затем реакционную массу выливают при перемешивании в 3-4 л холодной воды, Образуется желтого цвета осадок, который отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают водой до нейтральной реакции и высушивают на возцухеВыход воздушно-сухого а-нитрополистирола равен 266 г с содержанием азота 9,35-9,45 Е, т,е, степеньнитрования составляет 1 нитрогруппу .на 1 стирольное ядро.Восстановление нитрополистирола с помощью олова и соляной кислоты,В трехгорлую круглодонную колбу емкостью 1 л, снабженную мешалкой и обратным холодильником, помещают 76 г п-нитрополистирола, 200 г губчатого олова и 150 г концентрированной соля. ной кислоты. Смесь при перемешивании доводят до кипения, добавляют еще 450 мл соляной кислоты, Реакционная масса слипается в комок, который далее в результате вьщеления водорода превращается в пеномассу с вкрапленными в нее частицами олова.Нагревание ведут до тех пор, пока не растворятся все вкрапленные в массу частицы олова. Аминополистирол горячим извлекают из колбы, охлаждают, растирают впорошок и опять кипятят с солянойкислотой. Эту операцию повторяюттри раза. Затем продукт отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают 2 н, соляной кислотой и высушивают на воздухе,Выход воздушно-сухого солянокислого аминополистирола 84,6 г.Содержание аминогрупп на 1 ядростирола 0,7-0,8 по данным нотенциометрического титрования нитритом натрия.Далее проводят диазотированиеаминополистирола и азосочеание смоноазосоединением на основе 4-аминоантипирина и хромотроповой кислоты,как в примере 1.Таким образом, изобретение позволяет получить новое вещество для извлечения РЗЭ.