Сополимер 1-винилбензимидазола и акрилонитрила для извлечения золота из кислых растворов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКЕСПУБЛИК ЕТЕНИ В КОМУ ЕТЕЛЬСТВ ение относ ых соедине мерам 1-ви иломсн-сн тся кхимии высокоий, а именно к ноилбензимидазола с Изобре молекулярн вым сопол акрилонитр сн-сн,1 влекать золото соляной и серния золота из воров азотсобентом Полиматрицей из кна, имеющим ные группы,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(71) Иркутский институт органической химии СО АН СССР, Иркутский государственный университет и Научно-производственное объединение "Химволокно"(56) Щербинина Н. И. и др, Изучение сорбции меди (11) волокнистыми сорбентами и состояния ионов меди в фазе сорбента методом ЭПР. - Журнал неорганической химии, 1985, т. 30, М 4, с. 959. где х =35,7 - 45,0 мас.0,у = 55,0-64,3 мас %способным количественно изиз кислых 1 - 7 М растворовной кислот.Известен способ извлечсоляно- и сернокислых расдержащим волокнистым сооргс Ч 11 с полимернойполиакрилонитрильного волоаминооксимные функционал//(С 08"Р 220 М 8 22606)й Авторское свидетельство СССР В 671296, кл. С 08 Р 8/30, 1981.(54) СОПОЛИМЕР 1-ВИНИЛБЕНЗИМИДАЗОЛА И АКРИЛОНИТРИЛА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ (57) изобретение относится к сополимеру 1-винилбензимидазола и акрилонитрила и может быть использовано в сорбции золота из кислых растворов, Изобретение позволяет получить сорбент с повышенной сорбцией золота (до 770 мг/г), Эффект достигается получением сополимера 1-винилбензимидазола и акрилонитрила при массовом соотношении звеньев 35,7-45,0;55,0 - 64,3 соответственно. 5 табл. Недостатком данного способа является низкая сорбционная емкость сорбента по золоту, равная 144 мг/г в 1 М НС 1.Наиболее близким по свойствам и составу к предлагаемым соединениям является волокнистый сорбент Полиоргс И, содержащий в качестве аналитических групп замещенные гетероциклические амины,Недостатком Полиоргса И является невысокая сорбционная емкость по золоту (219 мг/г в 1 М НС), а также извлечение металла при кипячении.Цель изобретения - создание новых сорбентов с хорошими техническими характеристиками, которые могут быть использованы для количественного извлечения золота в широком интервале кислотности среды.Основным методом синтеза хелатообразующих волокнистых сорбентов являются полимераналогичные превращения активных групп волокнообразующих полимеровили привитых сополимеров, полученных на Пример . у2. Пол чение волокнистогооснове данных полимерных матриц. Пред- сорбента.лагаемые волокнистые сорбенты с высоким Формование волокна осуществляют извыходом получают сополимеризацией 1-ви (мас,ф ) раствора сополимера, содернилбензимидазола с акрилонитрилом в ус жащего 3 мас.фэпоксидного олигомера, вловиях радикального инициирования осадительную ванну, содержащую 20 мас. персульфатом аммония с последующим ДМСО и 80 мас.воды, используя фильеруформованием волокна. Состав и строение 40/0,08; отмывают и высушивают,их подтверждены данными элементногоанализа и ИК-спектров, Сополимеры могут 10 термовытягивания при 130 С за счет взаиколичественно извлекать золото из соляной модействия эпоксид ной смолы ЭДс мои серной кислот в широком интервале кон- лекулами 1-винилбензимидазола,центраций (1,0 - 7,0 М). Сорбционная ем- Прочность волокна11,5 сН/текс, удлинекость сополимера 1-винилбензимидазола с ние 18. Статическая обменная емкость воакрилонитрилом, содержащегоержащего 45 мас,1- 15 локна по НС составляет 2,8 мг-экв/г.винилбензимидазола, по золоту составляет770 и 470 мг/г из 1 М растворов НС и Н 2304 нилбензимидазола с акрилонитрилом .соответственно, Сорбционная емкость со- В круглодонную колбу, снабженную меполимеров, содержащих и37 и 35 7 мас.фшалкой и обратным холодильником, помеща 1- б мидазола по золоту составля ют 6 г (0,042 моль) 1-винилбензимидазола,-винил ензи идет 300 мг/г для солянокислой среды, что в 14 г(0,25 моль) акрилонитрила и, г в1,5 - 3 5, и вышает сорбционную ем,7 мл ДМСО. Реакционную смесь переме - раза. превт 3 ч и и 60 С, Выходкость вол окнистого сорбента Полиоргса Ю. шивают, выдерживают 3 ч приКоличественное извлечение металла проис- сополимера 76,2, Полученныи со р, ф, и полимеходит за 2 ч при комнатной температуре, содержит 37 мас,(17,8 мол. 1-винил енП и м е 1. Синтез сополимера 1-ви зимидазола и 63 мас,(82,2 мол. ) акрилонил ензимидб и азола с акрилонитрилом , нитрила, что подтверждается даннымиВ круглодонную колбу, снабженную ме- элементного анализа (наидено;о/ 1шалкой и обратным холодильником, помеща- мас,),ют 8 г(0,055 моль) 1-винилбензимидазола, 12 ЙК-спектр сополимера содержит полог (0,214 моль) акрилонитрила и 0,08 г персуль сы, подтверждающие вхождение звеньев 1 фата аммония (ПСА) в 72.7 мл диметилсуль- винилбензимидазола и акрилонитрила,фоксида ДМСО), Реакционную смесь указанные впримере 1,ерживая 1 ч при 60 С. Характеристическая вязкость сополио1Выход сополимера 58,3 , Характеристиче- мерав ДМСО при 25 С составляет,5ская вязкость сополимера т в ДМСО при 35 дл/г. Формование волокнаизданногосопо 25 С составляет 1,18 дл/г. Полученный сопо- лимера осуществляют аналогично формовалимерсодержит 45 мас,ф(24,1 мол.ф ) ви- нию сополимера ,нилбензимидазола и 55.0 мас. (75,9 мол, ф ) Прочность волокна из сополимерасоакрилонитрила, что подтверждается данны- ставляет 13,0 сН/текс, удлинениеми элементного анализа (найдено, й 13,75 40 Статическая емкость его по НС равна 2,28мас о ) м г-э кв/г.ИК-спектр сополимера содержит полосу при см2247 соответствующую ко- П р и м е р 4. Синтез сополимера 1-вим.лебаниям С = й-групп акрилонитрила, нилбензимидазоласакрилонитрилом( ).Деформационные колебания имидазольно Синтез сополимерапроводят аналого кольца 1-винилбензимидазола проявля- гично описанному в примере 2, Реакционются полосой при 667 см, Вхождение в ную смесь выдерживают при 60 С 4 ч,сополимер звеньев 1-бензимидазола под- Выход сополимера 80,0 , Полученный сотверждается наличием в ИК-спектрах сопо- полимер содержит 35,7 мас.(17,0 мол, )лимера полос и и 1450, 1490, 1580, 1610, 50 1-винилбензимидазола и 64,3 мас.(83,03040 и 3067 см, соответствующих колеба- мол,ф ) акрилонитрила, что подтверждаетсяниям бензимидазольного кольц,о кольца, Отсутст- данными элементного анализа (найдено: Мвие полосы при 1650 см , характеризующей 16,09 мас, ф ).валентные коле ания двойн йб двойной связи ви- Характеристическая вязкость сополионильной группы у атома азота вазота в 1-винилбен мера в ДМСО при 25 С составляет 1,2 дл/г,зимидазоле, подтверждает, что Формование волокна из данного сополимесополимеризация данных монмономеров про- ра осуществляли аналогично формованиютекает за счет раскрытия двойных связей сополимерови .винильных групп,Прочность волокна составляет 1860 сН/текс, удлинение 12,7 О/ Статическая емкость по НС 1 равна 2,21 мг-экв/г,П р и м е р 5. Извлечение золота в зависимости от концентрации кислот.Навеску 10 мг волокнистых сорбентов Н контактируют в течение 2 ч с 20 мл раствора, содержащего 2,80 мг золота, в соляно- и сернокислых средах определенной кислотности. Волокно удаляют из раствора. В растворе определяют остаточную концентрацию золота атомно-адсорбционным методом. Содержание золота в волокне оценивают по разности между исходным и остаточным количеством золота в растворе,Данные по извлечению золота в зависимости от концентрации кислот приведены в табл, 1,П р и м е р 6, Извлечение золота в зависимости от времени контакта фаз.Навеску 10 мг волокнистого сорбента контактируют в 1 М растворах соляной и серной кислот с раствором, содержащим 1,4 мг золота, в течение определенного промежутка времени. Волокно отделяют от раствора, В растворе определяют золото атомно-абсорбционным методом. Содержание золота в волокне оценивают как в примере 1,Данные по извлечению золота в зависимости от времени контакта фаз (1 М НС 1) приведены в табл. 2.При увеличении массы сорбента можно добиться 100 О/ извлечения золота из раствора.П р и м е р 7. Извлечение золота в зависимости от его концентрации в растворе.Навеску 10 мг волокнистого сорбента 1 контактируют в течение 2 ч с раствором, содержащим различные количества золота в 1 М растворах соляной и серной кислот. Волокно отделяют от раствора и оценивают содержание золота в сорбенте как в примере 1. В таблице 3 показана зависимость извлечения золота от его концентрации в растворе,Емкость сорбента (мг/г) рассчитывают по формулесн-сн,сн-снС-=Х О 4 где х = 35,7 - 45,0 мас. о/,;55 0 64 3 мас о(,для извлечения золота из кислых раствороваблица Найдено, что сорбционная емкость волокнистого сорбента 1 по золоту составляет 770 мг/г в 1 М растворе НС и 470 мг/г в 1 М Н 2 Я 04.П р и м е р 8. Извлечение золота в зави симости от его концентрации в растворе.Навеску 10 мг волокнистого сорбента 11 (111) контактируют в течение 2 ч с раствором, содержащим различные количества золота в 1 М растворе соляной кислоты. Волокно 10 отделяют от раствора и оценивают содержание золота в сорбенте, как в примере 1,В табл. 4 приведены данные, характеризующие зависимость сорбции от концентрации золота в растворе. 15 Сорбционная емкость сополимеров 11 (111) по золоту составляет 300 мг/г,П р и м е р 9. Извлечение золота в присутствии цветных металлов,Навеску 10 мг сорбента 111 контактируют 20 в 1 М солянокислом растворе, содержащем 0,07 мкг/мл золота с различным количеством цветных металлов (меди, никеля, железа). Волокно отделяют от раствора, промывают несколько раз 1 М раствором 25 НС 1 и определяют количество извлеченного золота (табл, 5),Таким образом, новые волокнообразующие азотсодержащие сополимеры 1-винилбензимидазола являются эффективными 30 сорбентами, позволяющими количественно извлекать золото из кислых растворов, отделяя его от 10 - 10 -кратных количеств меди,4 5 никеля, железа и их смеси, Емкость волокнистого сорбента 1 по золоту в 1 М НС 1 в 3,5 35 раза превышает сорбционную емкость известного сорбента. Формула изобретения Сополимер 1-винилбензимидазола и акрилонитрила со структурной формулой звена 40 Г11735310 Таблица 2 Таблица 3 Таблиц аблица 5 Составитель А, СкушниковаТехред М.Моргентал К актор В. Петраш ор Л.Пата аз 1790 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101