Способ извлечения ртути из растворов

(54) СПОСОБ ИРАСТВОРОВ к гидрометалод химических исполраствтионитшениевление ьзовано оров сотепе посо Способ ути на ф меющем сВПЗ-СН -СН-СН -СН-С 2, 2 С 1 0 = Р(ОИ) ВПЗ ти ведут ий катио- р фосфо- (ФПВХ) получен- рекисноаураида. И СООТНОов рту ержащ олиме лорида ВПЭ), ора пе ила, л сь) пр-СН 2-СН 2-С СН 2- содержит арбоксильные руппы, в прису рекисные, гидрои другие функци ствии инициатора ОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится лургии и очистке сточных в предприятий и может быть при сорбции ионов ртути из лей на фосфорсодержащих кЦель изобретения - пов ни извлечения ртути и удеш ществляют путем сорбции орсодержащем катионите, ющую структурную форму- ВПэ При этом сорбцию ион при рН 2.7-4,3. Фосфорсод нит представляет собой соп рилированного поливинилх и вторичного полиэтилена ного в присутствии инициат го типа (перекись бензо пероксимон, дикумилпереки Изобретение относится к очистке расов от ртути сорбцией на фосфорсодерих катионитах и позволяет повысить с ень извлечения ртути и удешевить процесс, Способ осуществляют сорбцией на фосфорсодержащем катионите - сополимере фосфорилирован ного поливинилхлорида и вторичного полиэтилена (ВЭ), полученном при их массовом соотношении 1:10 - 0,1 в присутствии инициатора перекисного типа, при этом сорбцию ведут при рН 2 7 4 3, а в качестве ВЭ используют отходы полиэтилена, диспергированные в экструдере. 1 з.п, ф-лы, 3 табл. шении ВПЭ;ФПВХ - 1;10-0,1. В качестве вторичного полиэтилена используют отходы полиэтилена, подвергнутые диспергированию в экструдере при 50-90 С (или на вальцах), На вальцах и в экструдере происходит прививка на вторичный полиэтилен фосфорилированного поливинилхлорида, Изменяя количества привитого ФПВХ, легко регулируется степень сшивки полимеров, что дает возможность получать на основе ВПЭ и ФПВХ катионообменные смолы С (КИС) заранее заданной структуры. Сшитая 4 Ъь структура полимера и наличие функцио- фь нальных групп (-Р-ОН, - СООН, ОН ) обес+2 печивают комплексообразование Нц Соотношение матрицы ВПЭ и ФПВ Х и температура влияют на степень структурирования ВПЭ, Поскольку вторичный полиэтилен онН 2-СН-СН 2-( Н-СН 2полимера при 50-90 С, да еще и в присутствии механических нагрузок (вальцы, экструдер) происходит химическая прививка и сшивка ВПЭ. Полученные образцы КИС идентифицированы методом ИК- спектроскопии. Привка ФПВХ и ВПЭ приводит к .образованию трехмерной структуры, нерастворимой в растворителях, характерных для ВПЭ и для ФПВХ.КИС набухает в таких растворителях, как толуол, бензол. Анализировали КИС на содержание фосфора и хлора. Методами ИКС показано, что есть изменение валентных колебаний углеродного скелета, валенных колебаний связей С-С, маятниковых колебаний СНг, леформационных неплоских колебаний связи СН в алкенах, валентных колебаний связей СН-метиленовых групп, деформационных колебаний связи СН Яр -гибридизацией.После прививки ФПВХ и ВПЭ появляется возможность к комплексообразованию привитого ВПЭ.Увеличение температуры, времени реакции, соотношения компонентов приводит к о.;,эазованию сшитых структур, не обладающих такой эффективной комплексообразующей способностью иэ-за процессов разрушения ФПВХ. Снижение или повышение параметров рН ниже или выше заявленных также не дает нужного эффекта по+2селективному извлечению Нд и при условиях, отличных от заявляемых в способе извлечения ртути, приводит к ухудшению извлечения ртути.Применение отходов производства ПЭ и ПЭ-пленки после эксплуатации, а именно с необходимым количеством функциональных групп(ОН-, СЮН-, двойных связей, циклов и т,д.), позволяет получать КИС путем прививки ФПВХ.Опыты по извлечению ионов ртути иэ водных растворов их солей ведут в статических условиях из искусственных растворов с концентрацией ионов ртути 5 мг/л; навеска катионита 0,5 мг - 0,5 г; объем раствора 1; время сорбции 4 ч; температура 20 + 1 С; рН 27-43,Данные по условиям получения катионита и условиям извлечения, а также степени адсорбции ртути (в ,) представлены в табл. 1-3,П р и м е р 1, К 100 мас. ч. вторичного полиэтилена степени дисперсности 1,1-1,3 мм добавляли 0,5 мас. ч, перекиси бензоила и 10 мас, ч. фосфорилированного поливинилхлорида с содержанием фосфора 6,95 ф, а хлора - 21 ь. Смесь перемешивали на вальцах в течение 2 мин при 90 С, По мере перемешивания отбирали пробы на раство 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 римость и степень прививки ФПВХ, Через 2 мин испытывали КИС на содержание фосфора, хлора, растворимость, набухаемость в воде, определяли процент влажности, степень прививки ФПВХ и ВПЭ и степень дисперсности полученной КИС, а также испытывали КИС на механическую прочность и определяли осмотическую стабильность, сорбцию ионов ртути, цинка, меди и объемную емкость.В литровый мерный стакан помещали раствор, содержащий ионы ртути (5 мг/л), и вводили туда 0,5 мг КИС в виде измельченного сополимера при соблюдении соотношения ВПЭ:ФПВХ = 1:0,1. При строго определенном рН проводили тщательное перемешивание (скорость мешалки 100-150 об./мин). Наблюдали за раствором, Отбирали пробы через каждые 5 мин и определяли содержание ионов ртути объемным титрометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом. рН изменяли в пределах 2,7-4,3, испытания проводили также и при других значениях рН. Концентрацию ионов ртути и количество введенной КИС меняли в пределах 4-5,5 мг/л, а концентрацию КИС - от 0,5 мг/л до 0,5 г/л,Результаты представлены в табл. 3, Результаты анализа сведены в табл. 1 под примером 1, а результаты по извлечению ионов ртути - в табл. 3 под примером 1,П р и м е р 2, В отличие от примера 1 соотношение ВПЭ:ФПВХ = 1:1, температура смешения на вальцах 75 С, время смешения 20 мин, а количество перекиси бензоила 5.0 мас. ч. на 100 мас, ч, ВПЭ, Анализ результатов прививки представлен в табл. 1, под примером 2, а результаты по извлечению ионов ртути сведены в табл. 3 под примером 2. Так же, как и в примере 1, проводят испытания на механическую прочность КИС, осмоти вескую стабильность КИС, обьемную емкость катионита, а также оценивают сорбцию ионов ртути из растворов по той же методике и в той же последовательности, что и в примере 1. В отличие от примера 1 используют другое соотношение ВПЭ и ВПВХ в сополимере КИС, а также другие концентрации ионов ртути и КИС в растворе, Результаты испытаний при различных рН, концентрации ионов ртути и количество введенной КИС представлены в табл, 3 под примером 2.П р и м е р 3. В отличие от примера 1 соотношение в примере 3 брали ВПЭ:ФПВХ = 1:10, время и температура смешения на вальцах 30 мин при 50 С соответственно, количество перекиси 10 мас. ч, на 100 мас, ч, Свойства полученного полимерного катионита представлены в табл. 1 и 3 под примером 3.1723044 Таблица 1 Об азе поп име Показатель 2 3 Условия еак ии СоотношениеВПЭ:ФПВХТемпературареакции, СВремя, минКоличествоперекиси,мас,ч. на 100мас.ч. ВПЭ 1:0,05 1:10,5 1;0,1 г:1 4240,0 75 20 50 30 93 1,0 90 2,0 0,1 10,5 5,0 0,5 10,0 Свойства КИС 7,01 13,4 12,2 0,6 1,5 0,320,015 4,6 0,01 3,4 0,0154,4 0,01 93 90,5 100 96 99,9 3,8 1,0 0,1 3,0 0,15 2,5 1,6 1,0 1,0 1,3 П р и м е р ы 4 и 5. В отличие от примеров 1-3 брали запредельные количества фПВХ, температуру выше 9 С и ниже 50 С, время 1,0 и 40 мин соответственно, количество перекиси изменяли от 0,1 до 10,5 мас. ч, соответственно.Годовой экономический эффект обусловлен улучшением свойств катионита, полученного из отходов ПЭ, а также эффектом+2по извлечению Нд из растворителей.формула изобретения 1. Способ извлечения ртути из растворов путем сорбции на фосфорсодержащем Содержание хлора,% Содержание фосфора,% Влажность,%Степень прививки ФПВХ,% Набухание вводе,% Степень дисперс ности,мм Условия сорбции: рН 2,7- 4,3; время перемешивания 4 ч; количествоКИС 0,5;количество К -Бмг катионите, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения ртути и удешевления процесса, в качестве фос форсодержащего катионита используютсополимер фосфорилированного поливинилхлорида и вторичного полиэтилена, полученный в присутствии инициатора перекисного типа при их массовом соотношении 1:10-0,1, при 20 этом сорбцию ведут при рН 2,7-4,3.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в качестве вторичного полиэтилена используют отходы полиэтилена, дисперги рованные в экструдере.1723044 Таблица 2 Таблица 3 Пример Показатель Состав КИС СоотношениеВПЭ:фПВХ 1:10 1:0,1 43 2 4,8 2,7 4 4,3 2 4,8 27 4 4,3 2 4 Количество ионовНВь 1, 5 Свойства КИС 99 98 98 98,1 1 еханическаяпрочность,Ф 98,8 98,8 98,8 98 98 98,8 98,6 98,7 98, 1 9 а,2 98, 4 Осмотическаястабильность,Ъ 98 98 98 98 98 99,5 99,6 99,6 98 97 98,7 99 98,1 98,3 98,6 85,2 85,5 82 80 99,9 99,9 99,9 82,5 СЗ 99,9 99,9 99 807 82,9 Сорбция ионовртутиФ 85 Объемная емкость 7,8 78 78 7,6 7,66 7,9 7,9 791 79 792 78 7,9 7,91 7,7 7,8 Составитель В,С.ВилинскаяТехред М.Моргентэл КорректорА.Осауленко Редактор А.Лежина Заказ 1038 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035.Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат" Патент",г,Ужгород,уд, Гагарина,101 Условия сорбции НВ+2:рН среды 27 Концентрация КИС 0,5Время сорбции,ч 4 5 5 0,5 0,5 4. 4 5,5 5 0,4 0,5 0,5 3 5 4 5 5 4 5,5 5 0,5 0,5 0,4 05 0,5 4 3 5 4 5 5 05 0,5 4 4 5,5 0,4 0,5