Полифункциональный анионит на основе винилового эфира моноэтаноламина, эпихлоргидрина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина для извлечения рения (VII)

(51) 01 20/285 (2006.01) 02 1/28 (2006.01) 01 47/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ частности ионов рения . Синтезированный пространственно сшитый анионит имеет следующую структурную формулу Ионит имеет обменную емкость 14,7 мг-экв/г и сорбционную емкость по ионам рения 361,2 мг/г. Благодаря высоким сорбционным свойствам он может найти применение в качестве сорбента для извлечения ионов ренияиз сточных вод и продуктивных растворов,образующихся при переработке ренийсодержащего сырья.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Чалов Тулеген Каменович Ковригина Татьяна Васильевна Серикбаева Катира Турлыхановна Никитина Анна Ивановна(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(56) Чопабаева Н.Н., Ергожин Е.Е., Тасмагамбет А.Т.,Никитина А.И. Сорбция перренат-ионов новыми лигниновыми анионообменниками // Химия твердого топлива. 2009,2, с.43-47(54) ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНИОНИТ НА ОСНОВЕ ВИНИЛОВОГО ЭФИРА МОНОЭТАНОЛАМИНА, ЭПИХЛОРГИДРИНА,АЛЛИЛГЛИЦИДИЛОВОГО ЭФИРА И ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, пригодных для извлечения из водных растворов редких металлов, в Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, пригодных для извлечения из водных растворов редких металлов, в частности ионов рения . Известен промышленный анионит АН-2116. Его обменная емкость по рению при содержании металла в растворе 0,93 г/л достигает 1,29 мг-экв/г или в пересчете 34,27 мг/г (Загородняя А.Н.,Лебедев К.Б. Влияние концентрации внешнего раствора, температуры и диаметра зерна анионита АН-2116 на кинетику сорбции рения // Труды Казмеханобра. Алма-Ата, 1970. 3. .101-112). Недостатком данного анионита является низкая сорбционная емкость по ионам рения . Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является анионит (Л-ОЭХГПЭИ), синтезированный конденсацией лигнина (Л) с олигомером эпихлоргидрина(ОЭХГ) и последующим аминированием хлорпроизводного полиэтиленимином (ПЭИ). Сорбционная емкость его по ионам рениясоставляет 8,75 мг-экв/г или 232,8 мг/г (Чопабаева Н.Н., Ергожин Е.Е.,Тасмагамбет А.Т., Никитина А.И. Сорбция перренат-ионов новыми лигниновыми анионообменниками // Химия твердого топлива. 2009. 2. .43-47). Недостатком данного анионита является низкая сорбционная емкость по ионам рения . Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента ионитов с улучшенными сорбционными свойствами по отношению к ионам ренияна основе реакционноспособных доступных реагентов. Технический результат заключается в повышении сорбционной емкости анионита по ионам рения . Технический результат достигается синтезом анионита на основе винилового эфира моноэтаноламина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина следующей структурной формулы Заявляемый анионит получают, синтезируя из винилового эфира моноэтаноламина (ВЭМЭА) и эпихлоргидрина (ЭХГ) в присутствии едкого натра при температуре 60-65 С в течение 4 ч эпоксидное производное (ВЭМЭА-ЭХГ). Затем проводили его конденсацию с аллилглицидиловым эфиром (АГЭ) и полиэтиленимином (ПЭИ) при разных массовых соотношениях ВЭМЭА-ЭХГАГЭПЭИ, равных 111-2,5, температуре 75 С и продолжительности 2 ч, после чего реакционную массу отверждали при температуре 110 С в течение 48 ч. Затем ее измельчали и получали анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм. В результате были получены новые 2 аниониты пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 4,5-14,7 мг-экв/г, которые могут быть использованы в гидрометаллургии для выделения и концентрирования редких металлов. Состав и структуру анионитов исследовали методами ИК-спектроскопии и элементного анализа. В спектрах синтезированных анионитов отсутствуют характеристические частоты эпоксидного кольца (850, 910, 1250 см-1). Появляются полосы поглощения при 3200-3500 и 1600-1700 см-1, соответствующие деформационным колебаниям -группы, а также полосы валентных колебаний связей (1020-1220 см-1). Кроме того в спектрах присутствуют полосы поглощения ассиметричных (2940 см 1) и симметричных(2840 см-1) валентных колебаний СН 2-группы и деформационных колебаний С-Н-связей(1460-1470 см-1). Исследованы сорбционные свойства синтезированных анионитов по отношению к ионам рения . Содержание рения в исходных и равновесных растворах определяли методом классической полярографии на фоне 0,524 по волне восстановления 4 (Е 1/2-0,50 В). Количество сорбированного металла(СЕ) рассчитывали по разнице между концентрацией рения в исходном растворе и фильтрате после сорбции. Предлагаемый анионит с обменной емкостью 14,7 мг-экв/г обладает высокой сорбционной способностью к ионам рения- 361,2 мг/г. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Анионит на основе винилового эфира моноэтаноламина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина получали следующим образом. Сначала из ВЭМЭА и ЭХГ синтезировали в присутствии едкого натра при температуре 60-65 С в течение 4 ч эпоксидное производное (ВЭМЭАЭХГ). Затем проводили его конденсацию с АГЭ и ПЭИ при массовом соотношении ВЭМЭА-ЭХГАГЭПЭИ, равном 1 11 (2 г ВЭМЭА-ЭХГ, 2 г АГЭ и 2 г ПЭИ), температуре 75 С и продолжительности 2 ч, после чего реакционную массу отверждали при температуре 110 С в течение 48 ч. Затем ее измельчали и получали анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм. Выход - 76. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС анионита 4,5 мг-экв/г. Элементный состав(найдено/рассчитано),С -53,93/54,46 Н 9,82/9,46 - 18,81/19,20 О - 17,44/16,87. Ионы ренияизвлекали в статических условиях при комнатной температуре 202 С и периодическом перемешивании 0,05 г анионита с 20 мл раствора 44, содержащего 1,02 г/л рения и имеющего рН 6,2. Сорбционная емкость по ионам рения- 242,4 мг/г. Степень извлечения составляет 80,8 . Пример 2. Анионит получали по примеру 1, но при массовом соотношении ВЭМЭА-ЭХГАГЭПЭИ,равном 112 (2 г ВЭМЭА-ЭХГ, 2 г АГЭ и 4 г ПЭИ). Выход - 79. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС 1 анионита 10,2 мг-экв/г. Элементный состав (найдено/рассчитано),С -54,91/54,46 Н 8,93/9,46- 19,62/19,20 О - 16,54 /16,87. Ионы ренияизвлекали аналогично примеру 1. СЕ анионита по отношению к ионам рения- 290,6 мг/г. Степень извлечения составляет 87,2. Пример 3. Анионит получали по примеру 1, но при массовом соотношениии ВЭМЭА-ЭХГАГЭПЭИ,равном 112,5 (2 г ВЭМЭА-ЭХГ, 2 г АГЭ и 5 г ПЭИ). Выход - 82. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС анионита 14,7 мг-экв/г. Элементный состав (найдено/рассчитано),С 54,83/54,46 Н - 9,65/9,46- 18,76/19,20 О - 16,76/16,87. Ионы ренияизвлекали аналогично примеру 1. СЕ анионита по отношению к ионам рения- 331,2 мг/г. Степень извлечения составляет 88,9. Пример 4. Анионит получали по примеру 3. Ионы рения извлекали аналогично примеру 1, но из раствора 44, содержащего 0,94 г/л рения и имеющего рН 5,1. СЕ анионита по отношению к ионам рения- 361,2 мг/г. Степень извлечения составляет 96,3. Пример 5. Анионит получали по примеру 3. Ионы рения извлекали аналогично примеру 1, но из раствора 44, содержащего 0,94 г/л рения и имеющего рН 1,2. СЕ анионита по отношению к ионам рения- 305,6 мг/г. Степень извлечения составляет 81,4. Таким образом,предлагаемый анионит получается относительно простым способом, не требующим сложного технологического оборудования, и обладает высокой сорбционной способностью по отношению к ионам ренияСорбционные свойства полученных анионитов по отношению к ионам ренияприведены в таблице. Таблица Сорбционные свойства полученных анионитов по отношению к ионам ренияИонит Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Промышленный анионит АН-2116 (аналог) Л-ОЭХГ-ПЭИ (прототип) Результаты, приведенные в таблице, показывают,что сорбционная емкость нового анионита на основе винилового эфира моноэтаноламина,эпихлоргидрина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина по ионам рениявыше, чем у ионита, синтезированного из лигнина, олигомера эпихлоргидрина и ПЭИ (прототип) в 1,6 раза. Сорбционная емкость новых анионитов по ионам рениявыше по сравнению с промышленным анионитом АН-2116 в 7,1-10,5 раза. Новые аниониты благодаря высоким сорбционным свойствам могут найти применение для извлечения ионов ренияиз сточных вод и продуктивных растворов, образующихся при переработке ренийсодержащего сырья. Сорбционная емкость по ионам рениямг-экв/г мг/г 9,11 242,4 10,92 290,6 12,45 331,2 13,58 361,2 11,49 305,6 1,29 34,3 8,75 232,8 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Полифункциональный анионит на основе винилового эфира моноэтаноламина,эпихлоргидрина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина со структурной формулой обладающий повышенной способностью к ионам рения .