Способ получения селективного фосфорнокислого катионита

(51) 02 1/42 (2011.01) 08 8/40 (2011.01) 10 3/02 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ использовано для селективного извлечения ионов медииз промышленных растворов и сточных вод гидрометаллургических и гальванических производств металлоперерабатывающей промышленности. Фосфорнокислые катиониты на основе нефти месторождения Жана-Узень и сополимера глицидилметакрилата и винилоксиэтилметакрилата имеют статическую обменную емкость 0,1 н раствору 5,5-7,3 мг-экв/г, сорбционную емкость по ионам меди 7,4-8,6 мг-экв/г и могут селективно извлекать ионы медив присутствии ионов никеля .(72) Никитина Анна Ивановна Ергожин Едил Ергожаевич Кабулова Гулжиян Кахармановна Бектенов Несипхан Абжапарович(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОГО ФОСФОРНОКИСЛОГО КАТИОНИТА(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, а именно катионитов,содержащих фосфорнокислые группы, и может быть Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, а именно катионитов,содержащих фосфорнокислые группы, и может быть использовано для селективного извлечения ионов медииз промышленных растворов и сточных вод гидрометаллургических и гальванических производств металлоперерабатывающей промышленности. Известен способ получения фосфорнокислого катионита КФ-7 сополимеризацией ди-,хлорэтилового эфира винилфосфоновой кислоты,винилацетата и дивинилбензола с последующим омылением в присутствии азотной кислоты(Меквабишвили Т.В., Копылова В.Д., Слабкая Л.Д.,Салдадзе К.М. О сорбционных свойствах фосфорнокислого катионита КФ-7 //Иониты и ионный обмен. Сб. статей под ред. проф. Самсонова Г.В. Л. Наука. Ленингр.отд., 1975. С.62-65). Статическая обменная емкость (СОЕ) катионита КФ-7 по 0,1 н растворуравна 4,6 мг-экв/г, его сорбционная емкость по ионам меди составляет 4,3 мг-экв/г. Недостатком является невысокие обменная и сорбционная емкость. Наиболее близким к заявленному объекту является способ получения фосфорнокислого катионита путем хлорметилирования асфальтита Добен-процесса нефтепереработки и последующего фосфорилирования в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса (А.с. 471025 СССР. М. Кл.2 С 10 С 3/02. 1978. Б.И. 35). Хлорметилирование асфальтита проводят раствором 3 в ахлорметиловом эфире в течение 1,5 ч при 57 С,затем в запаянной ампуле осуществляют фосфорилирование хлорметилированного асфальтита с помощью РС 13 в присутствии А 1 С 13 в течение 30 мин при 50 С, ампулы перед вскрытием охлаждают в ледяной бане и отмывают продукт до нейтральной реакции. После чего полученный катионит окисляют при 60 С в течение 4 ч 20-ной 3. СОЕ полученного фосфорнокислого катионита по 0,1 н растворусоставляет 0,84,4 мг-экв/г. Недостатками способа являются сложность и многостадийность синтеза, низкая обменная емкость. Задачей изобретения является разработка способа получения селективного фосфорнокислого катионита на основе доступного природного сырья нефти месторождения Жана-Узень путем ее химической модификации ортофосфорной кислотой и эпоксисодержащим сополимером эфиров метакриловой кислоты глицидилметакрилата(ГМА) и винилоксиэтилметакрилата (ВОЭМА). Технический результат состоит в упрощении способа получения селективного фосфорнокислого катионита, повышении обменной емкости и селективности по отношению к ионам медив присутствии ионов никеля . Технический результат достигается использованием для получения селективного фосфорнокислого катионита нефти месторождения Жана-Узень и сополимера ГМА-ВОЭМА. Селективный фосфорнокислый катионит синтезируют путем фосфорилирования 75-ной ортофосфорной кислотой смеси нефти месторождения Жана-Узень, имеющей следующие характеристики р 40,8574 г/см 3, температура застывания 32 С, кислотное число 0,049 мг КОН на 1 г нефти, содержание,парафина - 16,11,асфальтенов - 0,60, смол - 17,32, и сополимера ГМАВОЭМА, полученного методом радикальной полимеризации в 1,4-диоксане при 70 С в течение 30-45 мин в присутствии инициатора ДАК динитрила азобисизомасляной кислоты (0,5 от суммы эфиров), фосфорилирование проводили при массовом соотношении нефть сополимерН 3 РО 4 равном 11-31, нагревая их смесь при температуре 80-100 С в течение 27 ч. При этом образуются фосфорнокислые катеониты с выходом 72,8-80,2 и содержанием фосфора 9,6 и высокой статической обменной емкостью по 0,1 н раствору(5,5-7,3 мг-экв/г). Существенным отличительным признаком является использование для получения фосфорнокислого катионита нефти месторождения Жана-Узень и сополимера ГМА-ВОЭМА, что позволяет за счет исключения стадий хлорметилирования и окисления упростить технологию синтеза и приводит к повышению статической обменной емкости. Изобретение иллюстрируется следующими примерами Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, загружают 10 г нефти, 10 г сополимера ГМА-ВОЭМА,нагревают до температуры 80 С и прикапывают 7,1 мл (10 г) 75 ной ортофосфорной кислоты,после чего перемешивают в течение 7 ч. Затем образовавшийся гель выгружают в фарфоровый тигель и дополнительно отверждают 20 ч при 100 С. Полученный катионит измельчают, обрабатывают его 5-ными растворамии НС 1 для перевода из а-формы в Н-форму и отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции фильтрата. Выход катионита составляет 72,8, СОЕ по 0,1 н растворудостигает 5,5 мг-экв/г. Пример 2. Получение фосфорнокислого катионита осуществляют по примеру 1, но для синтеза берут 20 г сополимера ГМА-ВОЭМА. Выход катионита составляет 75,4, СОЕ по 0,1 н растворудостигает 6,8 мг-экв/г. Пример 3. Получение фосфорнокислого катионита осуществляют по примеру 1, но для синтеза берут 30 г сополимера ГМА-ВОЭМА. Выход катионита составляет 80,2, СОЕ по 0,1 н растворудостигает 7,3 мг-экв/г. В статических условиях при соотношении катионитраствор, равном 1400, периодическом перемешивании и комнатной температуре 202 С были определены сорбционные и селективные свойства фосфорнокислых катионитов. Сорбционные характеристики новых фосфорнокислых катионитов на основе нефти месторождения Жана-Узень и сополимера ГМА 25288 ВОЭМА в сравнении с фосфорнокислыми катионитами, получаемыми по способам аналога и прототипа приведены в табл. 1. Из табл.1 видно, что синтезированные на основе нефти месторождения Жана-Узень и сополимера ГМА-ВОЭМА фосфорнокислые катиониты по сорбционной способности превосходят аналогичные катиониты в 1,7-2 раза. Кроме того, как показывают данные табл.2, новые фосфорнокислые катиониты обладают избирательной извлекающей способностью по отношению к ионам медив присутствии ионов никеля . Таблица 1 Сорбционные характеристики фосфорнокислых катионитов Катиониты по примерам 1 2 3 5,5 6,8 7,3 7,4 8,2 8,6 СОЕ по 0,1 н раствору , мг-экв/г СЕ по ионам С 2, мг-экв/г Таким образом,предлагаемые новые фосфорнокислые катиониты на основе нефти месторождения Жана-Узень и сополимера ГМА и ВОЭМА обладают повышенной обменной емкостью, проявляют высокие сорбционные и селективные свойства по отношению к ионам меди Таблица 2 Сорбция ионов С 2 и 2 из двухкомпонентных медь и никельсодержащих растворов фосфорнокислым катионитом (СОЕ 7,3 мг-экв/г) рН ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения селективного фосфорнокислого катионита путем фосфорилирования, отличающийся тем, что для его синтеза используют нефть месторождения Жана-Узень,эпоксисодержащий сополимер глицидилметакрилата и винилоксиэтилметакрилата, Степень извлечения,2 полученный методом радикальной полимеризации в 1,4-диоксане при 70 С в течение 30-45 мин в присутствии инициатора ДАК-динитрила азобисизомасляной кислоты, 0,5 от суммы эфиров,и фосфорилирование проводят ортофосфорной кислотой при их массовом соотношении 11-31 при температуре 80-100 С в течение 27 ч.