Полифункциональный анионит для извлечения ионов меди (II) и никеля (II)

(51) 02 1/42 (2006.01) 07 39/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Ионит имеет обменную емкость 7,76 мг-экв/г и сорбционную емкость по ионам меди 864,4 мг/г, никеля- 710,4 мг/г. Благодаря высоким сорбционным свойствам он может найти применение в качестве сорбента для извлечения ионов переходных металлов в гидрометаллургии, а также для их разделения и концентрирования в аналитической химии.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Мельников Евгений Александрович Чалов Тулеген Каменович Никитина Анна Ивановна Хакимболатова Камила Хакимболатовна(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНИОНИТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МЕДИИ НИКЕЛЯ(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, пригодных для использования в гидрометаллургии с целью извлечения, разделения или очистки металлов. Синтезированный анионит имеет трехмерную структуру следующей формулы Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, пригодных для использования в гидрометаллургии с целью извлечения, разделения или очистки металлов. Известен ионит, полученный поликонденсацией хлористого, бромистого аллилов, ЭД-20 и различных аминирующих агентов (ПЭИ, ПМВП) при перемешивании смеси в течение 1 ч при 1325 С и дальнейшим ее отверждением при 100 С в течение 8 ч. Статическая обменная емкость анионита на основе ЭД-20, аллилбромида и ПЭИ составляет 9,5 мг-экв/г, сорбционная емкость в ОНформе по ионам меди - 6,3 мг-экв/г, по ионам никеля - 4,2 мг-экв/г. (Предпатент РК 14674, кл. С 07 С 37/055, Бюл. 8, 2004). Недостатком данного анионита является низкая сорбционная емкость по ионам меди и никеля. Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является ионит, полученный поликонденсацией аллилглицидилового эфира(30-ный раствор) при инициатора Н 2 О 2 температуре 70-90 С в течение 1-5 ч с последующим отверждением при 80-110 С в течение 24 ч. Статическая обменная емкость анионита на основе АГЭ и ПЭИ составляет 7,5 мг-экв/г, сорбционная емкость в ОН-форме по ионам меди - 6,1 мг-экв/г,по ионам никеля - 4,8 мг-экв/г. (Предпатент РК 15167, кл. 08 22/10, С 07 С 211/01, 02 1/42,Бюл. 9, 2005). Недостатком данного анионита являются низкие сорбционные характеристики по ионам меди и никеля. Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента ионитов с улучшенными сорбционными свойствами по отношению к ионам переходных металлов на основе реакционноспособных доступных реагентов. Технический результат заключается в повышении сорбционной емкости анионита по ионам медии никеля . Технический результат достигается синтезом анионита на основе бензиламина, эпихлоргидрина и полиэтиленимина следующей структурной формулы Заявляемый анионит получали, синтезируя из бензиламина (БА) и эпихлоргидрина (ЭХГ) эпоксиамин (БА-ЭХГ) в присутствии едкого натра при температуре 50 С в течение 6 ч и, проводя затем его конденсацию с полиэтиленимином (ПЭИ) в 2 растворе ДМФА при разных массовых соотношениях БА-ЭХГПЭИ,равных 1-51,температуре 60-65 С и продолжительности 5-6 ч,после чего реакционную массу отверждали при температуре 110 С в течение 16-24 ч. Затем ее измельчают и получают анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм. В результате были получены новые аниониты пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 6,47-7,76 мг-экв/г, которые могут быть использованы в гидрометаллургии и для решения экологических проблем. Состав и структуру анионитов исследовали методами ИК- спектроскопии и элементного анализа. ИК-спектры синтезированных анионитов свидетельствуют о том, что деформационные колебания, характерные для эпоксидных групп (850,910, 1250 см-1), отсутствуют. Частота при 3500 см-1 характеризует появление гидроксильных групп. В спектрах имеются полосы деформационных колебаний - (1490 см-1) и появляются полосы валентных колебаний - (1270 см-1) связей аминогрупп. Поглощение в области 1600 см-1,обусловленное валентными колебаниями бензольного кольца, подтверждает наличие в структуре анионитов ароматических фрагментов. Исследованы сорбционные свойства синтезированных анионитов по отношению к ионам медии никеля . Содержание металлов в исходных и равновесных растворах определяли методом классической полярографии на фоне 0,5 М 41 по волнам восстановления С 2 и (Е 1/20,16 В) и 2 (Е 1/21,12 В). Количество сорбированных металлов (СЕ) рассчитывали по разнице между концентрацией их в исходном растворе и фильтрате после сорбции. Предлагаемый анионит с обменной емкостью 7,76 мг-экв/г обладает высокой сорбционной способностью к ионам меди- 864,4 мг/г и никеля -710,4 мг/г. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Анионит на основе бензиламина,эпихлоргидрина и полиэтиленимина получали следующим образом. Сначала из бензиламина и эпихлоргидрина в присутствии едкого натра при температуре 50 С в течение 6 ч синтезировали эпоксиамин. Затем проводили его конденсацию с полиэтиленимином в растворе ДМФА при массовом соотношении БА-ЭХГПЭИ, равном 11 (3 г БАЭХГ и 3 г ПЭИ), температуре 60-65 С и продолжительности 5-6 ч, после чего реакционную массу отверждали при температуре 110 С в течение 16-24 ч, затем ее измельчали, получая анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм. В результате был получен анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 7,55 мг-экв/г (10,61 ). Сорбционная емкость по ионам меди- 851,6 мг/г и никеля 669,2 мг/г. Пример 2. Анионит получали по примеру 1, но при массовом соотношении БА-ЭХГПЭИ, равном 21(4 г БА-ЭХГ и 2 г ПЭИ). В результате был получен анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 7,76 мг-экв/г (10,97 ). Сорбционная емкость по ионам меди- 864,4 мг/г и никеля 710,4 мг/г. Пример 3. Анионит получали по примеру 1, но при массовом соотношении БА-ЭХГПЭИ, равном 12(2 г БА-ЭХГ и 4 г ПЭИ). В результате был получен анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 6,47 мг-экв/г (9,82 ). Сорбционная емкость по ионам меди- 813,6 мг/г и никеля 604,8 мг/г. Таким образом,предлагаемый анионит получается относительно простым способом, не требующим сложного технологического оборудования, и обладает высокой сорбционной способностью по отношению к ионам медии никеля . Сорбционные свойства полученных анионитов по отношению к ионам переходных металлов приведены в таблице. Результаты, приведенные в таблице, показывают,что сорбционная емкость новых анионитов на основе бензиламина,эпихлоргидрина и полиэтиленимина больше,чем у ионита,синтезированного из (прототип) в 4,2-4,5 раза по ионам Си 2 и в 4,3-5,0 раза по ионам 2. Сорбционная емкость новых анионитов по ионам Си 2 выше по сравнению с промышленным анионитом АН-31 в 6,3-6,7 раза. Таблица Сорбционные свойства полученных анионитов по отношению к ионам медии никеляИонит С 2 мг/г 851,6 864,4 813,6 Пример 1 Пример 2 Пример 3 Прототип Промышленный анионит АН-31 Сорбционная емкость по ионам 2 мг-экв/г мг/г 26,80 669,2 27,21 710,4 25,61 604,8 6,10 4,08 Новые аниониты благодаря высоким сорбционным свойствам могут найти применение для извлечения ионов медии никеляиз сточных вод и продуктивных растворов в гидрометаллургии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Полифункциональный анионит со структурной формулой для извлечения ионов медии никеля .