Способ получения фосфорсодержащего комплексообразующего сорбента

(19) 8 О ОП ДВТОРСИОМ ИДЕТЕПЬСТ и орде- химикоД.И, Мен графиясини,гасгхоп ог у 1 рйозапс, 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Московский ордена Ленинана Трудового Красного Знаменитехнологический институт им.делеева(56) 1. Зкстракционная хроматСб. под ред. Т. Брауна, Г, ГеМ "Мир", 1978, с. 627.2. Н. Бша 11. Се 1-1 ЦЫ ехсТЬе ехггасгоп апй БерагаЬюпБоше шега 1 Ба 1 гз цзпя ггдЬцгрычаге яе 1 з. -".1 оцгпа 1 ой 1 пог 8апй Ицс 1 еаг СЬещьзггу", 1961р. 232-244 (прототип). 8 1 5/20 В 01 1 20/2(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЮЕГО СОРБЕНТА путем введения фосфорсодержащего экстрагента из его раствора ворганическом растворителе в структуру макропористого сополимера, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения стабильности и улучшения сорбционных характеристик сорбента, в качестве макропористого сополимера используют сополимер стирола с дивинилбензолом, содержащийгруппы фосфонистой или фосфоновойкислоты,Изобретение относртся к способу получения комбинированных сорбентон конкретнее к способу получен 11 я фосфорсодержащих комплексообразующих сорбентов для целей гидрометаллургии.Известны способы получения комцлексообразующих сорбептон, заключающиеся во введении в пористые цосители жидких экстрагентон, обеспечивающих высокую избирательность к комплексообразующим металлам, В качестве экстрагентон возможно использование нейтральных и катионных фосфорсодержащих экстрагентон, а и качестве носителей применяют пористые тела органической или неорганичес кой природы. Хорошая кицетика п 1 эоцессов извлечения металлов на жндком экстрагенте, закл 1 оченцом н полимерной структуре, является отличительной чертой таких сорбентон 11 .Паиболее близким к изобретениюпо техническому решению является способ получения фосфорсодержащего 25 комплесообразующего сорбента путем введения в структуру макропористого сополимера стирола и дивинилбензола (ДВБ) фосфорсодержащего экстрагецта 11 з его раствора в Органическом 1 эаст 30 ворителе, Благодаря известному способу возможно получение сорбецта с высоким содержанием экстра 1 ецтя, Как показали исследования, способ позволяет ввести до1 г/г сополимера экстрагента (см. табэ 1, 1) 12,Недостатком известцога способаявляется цаличие большого количест".свободного экстрагента, который цесвязан с полимерной структурой и,легко теряется н 51 роцессе гицрометалпургического извлечения особенно П 11 эи высоких скоростях прохождения растно 1)а через колонку, Проведенные исслецонация показали 1 тО содержение сво бодцого экстрагента достигает 70 нес.% (см, табл. 1). Б результате из.-за низкой стабилытости данных сорЬецтов П 1 эоисходит загр 51 знецце целе ных продуктов ионообмецного концентрирования. К недостаткам способа относятся также невысокие сорбционные показатели получаемых сорбентон(см, табл. 2 и 3).55Целью изобретения является повышенце стабильности и улучшение сорб". ццоцных характеристик сорбента. Поставленная цель достигает я тем,что согласно способу получения фосфорсодержащего комплексообразующегосорбента путем введения фосфор:одержащего экстрагецта из его растворав органическом растворителе в :труктуру макропористого сопол 51 мера вкачестве макропористого сополимераис 11 ользу 1 от полимер, стирола с дивицилбензолом, содержащий группы фосфонистой или фосфоновой кислот 11.Способ получения сорбента с эстоитн том, что сополимер стирола с дивинилбензолом с фосфонистыми ио:1 огенцыми группами (катионит СФ-З) цлис фосфоноными группами (катионтСФ) обрабатывают раствором фосфорсодержащего экстрагецта (трибутил 11 осфата-Т 1 эФ, триоктилфосд иноксидаТОФО) в среде органического ра:творителя (этанол, бензол) в теченинескольких часов в статических условиях Затем избыток растворителяотфильтровывают, а сорбент выс 1 шивают.П р и м е р 1, В коническийреактор помещают 150 мл катионитаСФ(макропористый сополимер стирола с 20% ДВБ, содержащий фосфо:1 истыегруппы;. содержащие порообразов 11 тели80% катионит стандартизован в цикле вода - 37 МаОН - дада - 37 ПС 1вода высушен в вакууме) (заливают200 мл 50%-ного раствора ТБФ н этацоле и выдерживают н течение 4 чн статических условиях, отфиль ровывают и сушат в вакууме.Характеристики полученного ( орбента: содержание фосфора 3,4 б м 111 г;содержание ТБФ 24 вес:7.П р и м е р 2. В условиях го примеру 1 катионит СФзаливают 0%ным раствором ТОФО в этаноле, Характеристики полученного сорбеьта:содержание фосфора 349 мМ/г", содержание ТОФО, 37,б вес.%,П р и и е р 3. В условиях по примеру 1 катиоцит СФ(макропористыйсополимер стирала с 20% ДВБ, содержащий фосфононые группы; содержаниепорообразователя 80%, катионит стандартизован в цикле вода - 37 11 аОНвода - 3% НСТ - вода, высушен в вакууме) заливают 50%-ным растворомТБФ н бензоле, Характеристики полученного сорбента." содержание фосфора 3,45 мМ/г; содержание ТБФ 21 вес.7,В табл, 1-3 даны рсзультаты сравнительного исследования прочности1081 3удерживания экстрагента (активнойФазы) и сорбционные характеристикисорбентов СФ 3 (ТБФ), СФ(ТОФО)и СФ(ТБФ), полученных согласнопримерам 1-3, а также сорбента СДВ20/80 (ТБФ - бензол, диэтилгексилфосфорная кислота - ДЭКФК - этанол),взятого в качестве известного 21 .Распределение экстрагента междуполимерной фазой и водой исследуютметодом изотерм при 20 С, перемеши 0вают, соотношение фаз Ж:Т = 250,500, 550, 600, 750, 800, 900, 1000,5000, 10000, время контакта 7 дн.Сорбцию ПО -ионов проводят методом2изотерм из растворов 0,2 н. и 1 н.азотной кислоты при 20 ОС, в статическом режиме, соотношении фаз Ж:Т =250, время контакта 14 дн.Содержание различных форм ТБФ иТОФО в сорбентах приведено в табл,1,Таким образом, использование фосфорсодержащего катионита СФилиСфпозволяет (см. табл. 1) значительно увеличить количество растворенного в полимере экстрагента, включая и необратимо связанный, до 80100 , который вымывается исключительно медленно, и, тем самым, свести донуля содержание свободного, легковымываемого экстрагента. Это позволяет улучшить сорбционные характеристики сорбентов по сравнению с сорбентами на основе нейтральных сополимеров.Параметры сорбционного равновесия , в области малых концентраций УО -ионовиз 0,2 н. азотнокислых растворов (С ,= 0,3 мг/мл) приведены в табл. 2, Так, в области 0,2 н, НИО наблюда 40 ется увеличение предельных коэффициентов распределения Р в 3,5-12 раэ 182по сравнению с известным способом,а констант обмена К - в 1,15-2,5 раза.Параметры сорбционного равновеси.в области малых концентраций УОЯ -ионов из 1 н, азотнокислых растворов(Сщ = 0,3 мг/мл). В области 1 н.НИО также прослеживается зна ительное улучшение параметров сорбции посравнению с известным способом, на- .пример Р увеличиваются в 4-19 раз,а константы обмена - в 2,6-7,5 раз(см, табл, 3).Таким образом, предлагаемый способ получения фосфорсодержащего комплексообразующего сорбента позволяет практически исключить вымываниеэкстрагента, потерю его с воднойфазой и загрязнение конечного продукта ионообменного концентрирования,а также значительно повысить сорбционные параметры по сравнению сизвестным способом.Предлагаемый способ прост в аппаратурном оформлении, не требует многа времени, позволяет получить сорбент с равномерно нанесенной активной фазой,За базовый обьект принят исходный модифицируемый катионит СФ(содержит группы фосфонистой кислоты) и катионит СФ(содержит группыфосфоновой кислоты) Их сорбционныехарактеристики. как показали исследования, значительно хуже, чем длясорбентов, полученных по предлагаемому способу.В табл, 4 приведены параметрысорбции катионита СФи СФдля02 и. и 1 н. НЫО. Сорбцию ПОионов проводят в условиях, идентичных для сорбентов, полученных попредлагаемому способу.108 1182 Таблица 1 Количество экстрагента в полимере Сорбент свобсдного, вес,7 Общее растворенного в полимере,включая необг/г со- г/мг со полиме- полимера ра, г/мионита ратимо связанный, вес.% 70 30 0,98 0,28 Предлагаемый попримеру 0,29 81 100 0,13 0,32 82 0,30 0,47 Т а б л и ц а Сорбент Параметры Известный СФ(ТБФ)СДВ 20/80 пример 1Предельный коэффициент распределения,Р 47000 612000 164000 462000 Константа обмена, К, г/мМ 700 1400 1700 810 Таблица 3 Сорбент Параметр Известный СФ(ТБФ) СФ(ТОФО) СФ(ТБФ)пример 1 пример 2 пример 3 СДВ 20/801081182 Таблица 4 Параметр 55000 154000 Предельный коэффициент распределения,Р Сф7200 30000 Сф1100 240 СфСф450 160 Константаобмена, К, г/мИ Заказ 1473/21 Тираж 469 Подписное ВИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, осква, 1- 35, Раупская наб д, 4/5