Сорбент для обнаружения скрытыхрудных месторождений

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ(11) 794 ОЗБ Союз Советских Социалистических Реслублик(51) М.Кл.з С 08 Ь 1/08С 08 В 15/05 6 01 И 31/04 исоединением заявк Государственный комит СССР ло делам изобретений и открытий(088.8) 45) Дата опубликования описания 20,02.8. В. Вячеславова и К. М. Самойлюкович Институт общей и неорганической химии АН Белорусской ССР и Институт геохимии и геофизики АН Белорусской ССР(54) СОРБЕНТ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯКРЫТЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ к созданию нцентрацииалов рассе сторождени для провед езных иск Изобретение относится лимерных сорбентов для к таллов из ослабленных ар глубокоскрытых рудных м может быть использовано геохимических поисков по мых. меяния й,и ения опаебиние О Из,известных аналогов, наиболее близ,ким по технической сущности к изобретению являются, искусственные сорбенты наоснове полимерных соединений, которые могут использоваться для обнаружения скрытых месторождений, рудных тел (например, ионообменные смолы), и хотя они пока не получили применения в геологической практике, есть предположение, что со временем они будут использоваться при опробовании вод речной сетикуда они будут опускаться на несколько месяцев 111.Недостатками, присущими,искусствен ным сорбентам, является низкая избирательность сорбции, а также неудобная для :использования физическая форма, что .затрудняет работу с ними.Цель изобретения - повышение из рательности сорбции металлов и упроще поиска места залегания руд,Поставленная цель достигается тем, что ,известный сорбент на основе полимерных соединенийв качестве последних содержит з 2 полифосфат и этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы при их соотношении 1: 1 - 2 соответственно.Возможность использования сорбента для обнаружения скрытых рудных месторождений при экспериментальных поисках в одном,из районов гумидной зоны проверялась в сложных геологических условиях, где под лесками мощности около 20 - 30 м при геологоразведочных работах были выявлены отдельные метасоматические тела с редкометальной минерализацией, Обычные геохимические методы поиска не давали на этом участке надежных результатов,Опыты по проверке особенностеи выщелачивания металлов из современной почвы в нескольких точках показали, что более глубоко закопанные сорбенты имеют значительно более высокие содержання металлов, чем приповерхностные, что подтверж. дает привнос металлов из глубинных источников.Хотя накопление металлов на сорбентах в ряде случаев может происходить значительно быстрее, срок нахождения сорбента в грунте около 2 4 месяцев в летне-осеннее время позволяет, избежать отдельные случайные гидро-климатические колебания, какнапример, изменения состаСо Ге Ха+ % 1,5 2,0 5,7 5,2 0,5 2,8 3,4 3,3 3,4 2,9 3,8 3,5 3,7 3,5 0,7 0,6 5,2 5,2 5,2 5,2 Т а б л и ц а 2 Вс:н;чина сорбции из смеси ионов, мг экв/г Вид сорбента С а, ." а+ 1,2 0,922,:. 90,45 0,38 30,8 0,5 0,10 0,15 0,15 0,10 0,20,450,300,141 редл ага .и ый о прототипуКУ0,14 о 75 1,82 0,02 ва грунтовых вод,из-за сильных доакдей, и получить более усредненные результаты.Извлеченные через четыре месяца образцы отмывали от песка и других взвешенных частиц дистиллированной водой, высушивали до,воздушно-сухого состояния при температуре 105 С, доводили до постоянного веса и,подвергали химическому анализу,П р и м е р 1. Сорбент получают путем проведения реакции этерификации целл 1 олозы пирофосфорной кислотой и этилендиаминтетрауксусной и борной кислотами, Для этого в ванну, содержащую расплав мочевины пирофосфорной,кислоты в соотношении 1; 1, вносят целлюлозу в количе стве ЬО г и пропитывают в течение 0,5 ч. Затем образцы термообрабатывают,при температуре 160 - 180 С в течение 1 ч, После этого образцы промывают до нейтральной реакции и переводят в Н+ форму обработкой 0,5%-ным НС 1. Затем образцы продукта 1 (пирофосфат целлюлозы) повторно промывают и высушивают.Кроме этого, реакцию этерификации проводят в,насыщенном растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты с добавлением борной кислоты (последняя вводится для увеличения термостабильности плавки) 11 редлагаемый при следующем соотношении компонентов, вес. ч.П 1:Ц+ЭДТЛВ100+ 100100+200100+ 150По прототип,1(УНесмотря на то, что обменная емкость предлагаемого сорбента несколько ниже по каждому отдельному катиону по сравнению с известным сорбентом КУ(данные табл. 1), избирательность предлагаемого сорбента к катионам цветных металлов значительно выше КУ. Так, предлагаемый сорбент имеет,в три раза лучшую избирательность к ионам %, в 8 раз боль. и мочевины в соотношении 1: 3. Пропитку материала осуществляют в течение 1 ч.Образцы продукта 11 этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы (ЭДТАБ) промывают до рН 7.Синтезированные комплексообразующиепроизводные целлюлозы содержат фосфора 8 - 10%, азота 1 - 2%, бора 1 - 2% и имеют емкость (продукт 1) до 3,5 мг экв/г,продукт 11 - до О,б лг зкв/г.Кривые потенциометрического титровагния сорбента (продуктов 1 и 11 соответственно приводятся на фиг. 1:и 2).Как следует из фиг. 1, пирофосфат цел люлозы (ПФЦ) характеризуется тремя перегибами в области рН 5,1; 8,3; 10,0, что свидетельствует о его полифункциональности, для ЭДТАБ характерны перегибы в областях рН 8,3 и 10,4 (фиг. 2).20Сорбент, состоящий из 100 вес. ч. ПФЦи 100 вес, ч, ЭДТАБ, подвергают исследованию в лабораторных условиях для определения величины сорбции по отдельным 25,ионам, а также для изучения его избирательности к ионам %, Со, Хп, Са при со,вмест,ном нахождении их в растворе, Результаты этого исследования представлены в табл. 1 и 2. Величина сорбции по отдельным ионам, яг экв/гХ 1Со Ре Хп 30 шую избирательность к ионам Ге+ + и в20 раз большую избирательность к ионам Хп.Это происходит,цз-за того, что,константы устойчивости комплексов, образованных комплексообразующими группами (фосфатными и этилендиаминтетраацетатными) предлагаемого сорбента,с катионами цветных металлов, значительно выше, чем794035 риала в среднем в 10 раз больше, чем используемого параллельно, известного сорбента КУ, что существенно повышает надежность поиска скрытого рудного место рождения,После проведения сорбции сорбентыподвергают озолению при температуре 350 - 400 С, переводу в солянокислую форму и последующему анализу с помощью 1 О химического, атомно-абсорбционного испектрального анализа (табл, 3 - 4). Таблица 3 Содержание цинка (в пг 1 в различных точках от рудного телаВид сорбента 2 3 За4 Предлагаемый при следующем соотношении компонентов, вес, ч:полифосфат целлюлозы 100+эти.лендпамиптетраацетат борат 100 полифосфат целлюлозы 1 СО+эти.лендиаминтетраацетатборат целлюлозы 200По прототипу - КУ4,6510,08 6,2 4,23 10,0 245,9 17140 5,0 2,0 36,52 5,840,0 10,0 Таолица 4 Содержание кадмия (в 1/г) в различных точках от рудного телаВид сорбента За Предлагаемый. вес. ч:полифосфат целлюлозы 100 + + этилендиаминтетраацетат борат целлюлозы 1 ООполи фосфа г целлюлозы 100 + + этилендиаминтетраацетат борат ЮО 0,75 0,50 О,2 0,18 0,19 0,83 0,74 0,2 0,52 О,0 11 р и м е ч а н и е: точка 1 расположена вне зоны рудного тела, В зоне рудного тел;: точка 2 в районе скв. ГЮ 5, на гл. 1,6 м; точка 3 в районе скв, 410, на гл. 1,3 м; точка За в районе скв. 505. на гл. 166 м; 15 м от скважины 41 О; точка 4 - расположена вне зоны рудного тела, ЗСО м к западу от скв. 505, на гл. О,65 м. Как видно из табл. З,и 4, полученные данные позволяют четко зафиксировать положение рудного тела (точки 3 и 2) при его глубине 20 - 30 м и под покровом рых лых осадочных пород. П р и м е р 2. Сорбент получают так, как описано в примере 1. Сорбент, состоящий из 100 вес. ч. ПФЦ:и 200 вес, ч. ЭДТАБ 20 исследуют, как описано в примере 1. Данные о величине сорбции, избирательности и селективности представлены в табл. 1 и 2 (сорбент 2).П р и м е р 3. Сорбент получают так, 25 как описано и примере 1. Сорбент состоит из 100 вес. ч. ПФЦ и 150,вес, ч. ЭДТАБ. Данные об избирательности, а также о величине сорбонн представлены:в табл. 1 и 2 (сорбент 3).30 известного сорбента КУ, что повысит надежность геохимического поиска скрытых месторождений,при использовании его по целевому, назначению. Повышение надежности геохимического поиска скрытого месторождения иллюстрируют опыты, проведенные в полевых условиях в районе гумидной зоны.Как подсказывают полученные данные, избирательность синтезированного матеИспользование компонентов сорбента в другом соотношении не приводит к достижению указанного эффекта,Таким образом, аредлагаемый сорбент более эффективен при анализе смеси ионов в геохимическом поиске месторождений рудных тел. Этот сорбент отличается от выбранного прототипа строго определенныии .и охарактеризованными сорбционными свойствами, повышенной, избирательностью к катионам цветных металлов, высокой скоростью сорбции, имеет развитую активную поверхность, обеспечивает благоприятную кинетику ионного обмена, быстрое установление равновесия. Они удобны в раооте в сложных полевых условиях, относительно дешевы в производстве, что может обеспечить их широкое применение при геолого-разведочных рабогах. Предлагае794035 Формула изобретения и 0,Ип 0 Н 0 ИИ Составитель Т. МартинскаяРедактоо Л. Ушакова Техред И. Пенчко Корректор С. Файн аказ 1763/131 Изд.129 Тираж 541НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретени 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное открытий ип. Хальк, фил. пред. Патент мый сорбент может найти использование не только при гидрогеохимических поисках, но и литогеохимических поисках путем погружения в грунт. Сорбент для обнаружения скрытых рудных месторождений, на основе полимерных соединений, о тл и ч а ющ ий ся тем, что, с пелью повышения избирательности сорбции металлов и упрощения аоиска места залегания руд, в,качестве полимерных соединений сорбент содержит полифосфат и этилендиаминтетраацетатборат целлюлозы при их соотношении 1: 1 - 2 соответственно, 1 Источник,информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Левинсон А. Введение в поисковую 10 геохиыию, М., Недра, 1976, с, 150 -