Способ получения амфотерного ионита

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 020279 (21) 2720764/23-05с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 07,1230, бюллетень М 45 51)М )(зС 08 8 59/10 С 08 6 59/14 С 08 у 5/20 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 661 183 . 12 3 (088. 8) Дата опубликовамия описания 081280(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМФОТЕРНОГО ИОНИТА Изобретение относится к области получения селективных ионообменных материалов, а именно смол, содержащих комплексообраэующие группы, предназначенных для извлечения ионов ме таллов в гйдрометаллургии цветных металлов или аналитической химии.Среди таких материалов широкое распростраяение получили амфотерные иониты, содержащие аминоацетатные 10 группы, они получены в основном методом полимераналогичных превращений смол с трехмерной структурой 11 Для синтеза амфотерных. ионитоа также применяются методы сополимериэации 15 винильных производных основного и кислотного характера и поликонденсации по типу фенолальдегидной с,: участиемхелатообразующих реагентов.Наиболее близким к заявляемому Я способу является способсогласно которому ионит получают конденсацией аммиака с эпихлоргидрином до образования линейного олигомера с последукщим отверждением аминами 21. По лученный анионит вводится в реакцию с монохлоруксусной кислотой в щелочной среде. Благодаря этому амфотерный ионит содержит комплексообразую.щие аминоацетатные группы и способен 30 селективно сорбировать ионы цветных металлов. Сорбент имеет катионообменную емкость в пределах 3,5 4,0 мг-экв/г, удельный объем 2,8- 3,6 мл/г, может приготовляться в видесферических гранул.Однако этот способ имеет ряд недостатков; Проведение реакции карбо" ксиметилирования анионитатрехмерной структуры, проводимое в гетерогенной системе, проходит с малой степенью превращения, что не позволяет получить амфолит с высокой емкостью. Строение функциональных групп, получаемых данным методом, крайне неоднородно, что сказывается на селектив" ности. Кроме того, карбоксиметилирование анионита сопровождается большим количеством трудноутилиэируеьнх отходовЦелью изобретения является создание полиамфолита, обладающего более высокой емкостью и селективностью с одновременным уйрощением технологии и снижением количества отходов.Для достижения указанной цели отверждение линейных продуктов конденсации эпихлоргидрина и аммиака и одновременное введение карбоксильных групп ведут карбоксиметилированнымичаминами или их комплексными соединениями с ионами металлов. Олигомер-поЛучают конденсацией ЭХГ и аммиакапо известному способу 3,Для получения сшивающего агента,содержащего комплексообразующие группировки, используют амины с общейформуло йН 2(СН -СН -йН), Н, гдеи2-10,которые алкилируются солью монохлоруксусной кислоты (МХУК)Реакцию ведут в присутствии щелоч-,ного агента (йаОН, КОН, йа 2 СО), РН8-10, при 60-800 С. Соотношение амин:кислота выбрано с таким расчетом,чтобы часть аминогрупп осталась неалкилированными и в дальнейшем моглаучаствовать в процессе образованиятрехмерной сетки. После отделенияФильтрацией или центрнфугированиемосадка хлорида щелочного металла,образовавшегбся в результате реакции,продукт карбоксиметилирования можно 39использовать для отверждения. Такойметод введения Функциональных групписключает необходимость утилизацииотходов карбоксиметилирования. Повы-шение селективности сорбента до- дстигается наиболее энергетически выгодным расположением функциональныхкомплексообразующих групп при Формировании трехмерной сетки смолы. Дляэтого в качестве сшивающего агента Зиспользуются уже готовый комплекспродуктов карбоксиметилирования аминов и ионов комплексообразующихметаллов (Сайи т.д.). Комплексыполучены нагреванием до 60 аС гидратаокиси соответствукаФго металла Ме(ОНи продукта карбоксиметилирования всоотношении 0,3:0,4 моль Ме(ОН)2 на1 моль карбоксильных групп. Полученные таким образом продукты карбокси""метилирований или их комплексные 40соедйнения вводят в реакцию с олиго-омером и отверждают при 90-120 С.П р и м е р 1, 96 г "мойохлоруксуной кислоты растворяют в 50 мл де"минералиэованной воды и добавляют40-ный раствор йаОН, доводя до рН 9,Затем постепенно вводят 108 г полиэтилеййблиайинов"ссодержайием титруемого азота (й. ) 19,5. в Массу"выдерживают б ч, поддерживая рН 9, при8013 С. После-охИждения отделяютвыпавший осадок йаС 1 Фильтрованиемили центрифугированием, получая вФйльтрате продукты карбоксиметилирования с выходом 315,7 г (продукт А).Олигомер пблучают при перемешива- .ний постепенным добавлением к 156,8 млэпихлоргидрина, нагретого в колбе собратным холодильником до 65 С229,2 мл .12,5-йоого ЪйьйайЖ слбйяза тем, чтобы температура не поднима- Ялась выше 70 фС. После добавления мас" су -выдерживают при 70 Сдо получе"йия"йрозрачноговодорастворимого"про-дукта (продукт Б)выход 397,2 г.79 г продукта А смешивают с 99 г продукта Б и отверждают на противне при 100+5 С до получения твердого продукта. Затем твердую массу дробят, рассеивают, замачивают в насыщенном растворе йаС к и промывают деминерализованной водой, Выход амфотерного ионита Фракции 0,315-1,6 мм 156 г с влажностью 63,7. Удельный объем 3,7 мл/г, СОЕ по меди 156 мг/г эа 3 ч при рН 4.П р и м е р 2. Смесь продуктов А и Б по примеру 1 вливают в нагретое до 95 фС трансформаторное масло, подбирая обороты мешалки так, чтобы образовались капли конденсационной массы диаметром 0,3-1,6 мм, и выдерживают до образования твердых гранул. Затем масло отфильтровывают и окончательно отверждают смолу в насыщенном растворе поваренной соли с добавлением йаОН до 4 при 95-100 С. По истечении 3 ч гранулы стягивают горячей водой (80 С) с добавками моющего средства ОПили ОПдо отсутствия масла. В результате получают 145 г фр. О, 315-1,6 мм амйотерного ионита с влажностью 64, удельным объемом 3,5 мл/г в Н - 504 -форМе, обладающего емкостью по ионам меди 208 мг/г при рН 4 из сернокислых растворов с 2 г/л Си и 50 г/л йа 504 за 3 ч контакта.Пример 3, 35 гпродуктаА по примеру 1 перемешивают при 60 фС с 5 г Си(ОН)2 до полного растворения последнего и получения однородной массы синего цвета. Полученное комплексное соединение смешивают с 40 г про" дукта Б и дальнейший синтез вбдут по примеру 2. Гранулы, содержащие медь, промывают 10-ной Н 50 доотсутствия иона меди в элюте, а затем водой. Выход фракции О, 315-1,6 мм 58 г с влажностью 70. Ионит имеет емкость по меди до 195 мг/г и сорбирует медь из растворов, содержащих Сц+: ГеФй2:3 (г/л) с коэффициентом разделения (Кр) 4,9 при рН 2,5, а иэ растворов Си : й = 1:20, Кр 82.П р и м е р 4, Синтез ведут аналогично примеру 3,только для получения коьйтЛексного соединения используют 48 г продукта А, 73 г й 1(ОН)з и 80 гпродукта Б. Выход амфалита Фракции 0,315-1,6 мм 93 г, влажность 65 г 8Сравнение некоторых физико-химических характеристик амфотерных ионитов, йолучеййьТй" поприведенным примерам (см. таблицу), показало, что предлагаемый способ Обладает технико-экономическими преимуществами: значительно увеличивается емкость- по ионам цветных металлов (на 90-100). Возрастает селективность сорбции" по иону меди иэ многокоМИонентных растворов (коэффициент раэДЬления увеличивается в 2- 3 раза), Упрощается технология и сокращаются количества отходов.785324 Результаты испытаний новых марок амфотерных ионитов АНКБ=14,5 2 2,6 9 95 е и введение вых групп проводят терного ионнттворимого Составитель В. ИкртычанГорькова Техред А.Ач Корректор О. Била едакт Подписноетета СССРрытийя наб., д. 4/5 8756/26 Тираж 549. ВНИИХИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, 3-35, Раушса Филиал ППП фПатент", г. Ужгородул, Проектн мула изобретения 2 Способ получения амфо а путем отверждения водорасолигомера эпихлоргидрина и аммиака аминосоединениями и введения в .поли мер карбоксильных групп, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения комплексообраэующей способности и селективности, а также упроцения технологии, в качестве амино- щ соединений используют карбоксильные производные алифатических полиаминов или их комплексы с ионами металлов,при этом отвержденнполимер- карбоксильнодновременно.Источники информации,принятые во внимание при экс ертиэе1.Авторское свидетельство СССР9555117,кл.С 07 Р 212/14,С 08 Г 8/00,С 08 У 5/20, 17. 12. 74.2. Авторское свидетельство СССР9173406, кл, С 08 У 5/20,С 08 Е 59/10, 28.01.63.