RU2395529C1 - Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions - Google Patents
Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395529C1 RU2395529C1 RU2008146800/04A RU2008146800A RU2395529C1 RU 2395529 C1 RU2395529 C1 RU 2395529C1 RU 2008146800/04 A RU2008146800/04 A RU 2008146800/04A RU 2008146800 A RU2008146800 A RU 2008146800A RU 2395529 C1 RU2395529 C1 RU 2395529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- divinylbenzene
- styrene
- extractant
- rare metals
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 15
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title abstract 7
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract 2
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 26
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- QSBFECWPKSRWNM-UHFFFAOYSA-N dibenzo-15-crown-5 Chemical compound O1CCOCCOC2=CC=CC=C2OCCOC2=CC=CC=C21 QSBFECWPKSRWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N dibenzo-18-crown-6 Chemical compound O1CCOCCOC2=CC=CC=C2OCCOCCOC2=CC=CC=C21 YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNTITLLXXOKDTB-UHFFFAOYSA-N dibenzo-24-crown-8 Chemical compound O1CCOCCOCCOC2=CC=CC=C2OCCOCCOCCOC2=CC=CC=C21 UNTITLLXXOKDTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к координационной химии, в частности к способам получения твердых экстрагентов солей металлов для экстракционной хроматографии и гидрометаллургии.The invention relates to coordination chemistry, in particular to methods for producing solid extractants of metal salts for extraction chromatography and hydrometallurgy.
В настоящее время для извлечения редких элементов из кислых растворов широко используется жидкостная экстракция, в частности известен способ извлечения скандия из хлоридных растворов экстракцией азотсодержащим фенолформальдегидным олигомером в органическом растворителе, например, толуоле (Семенов С.А., Валкина Е.М., Резник A.M. "Экстрагент для извлечения скандия", Журнал неорганической химии, т.39, №4, 1994, с.670-674). Однако для жидкостной экстракции характерен ряд недостатков. Во-первых, жидкий экстрагент, растворенный в ароматических или предельных углеводородах, не может быть использован для выделения металла из растворов, содержащих взвеси, или из высокоминерализованных пульп. Во-вторых, часть органического растворителя и, возможно, часть экстрагента переходят в водную фазу, усиливая загрязнение сточных вод и ухудшая экологию окружающей среды. В-третьих, емкость экстрагента лимитируется растворимостью комплекса металла в органическом растворителе. Кроме того, используемые в жидкостной экстракции реагенты, как правило, относятся к пожароопасным материалам, работа с которыми требует специальных условий. В связи с вышесказанным предпочтительнее осуществлять извлечение редких металлов из кислых растворов путем экстракции их твердым экстрагентом.Currently, liquid extraction is widely used to extract rare elements from acidic solutions, in particular, a method is known for extracting scandium from chloride solutions by extraction with a nitrogen-containing phenol-formaldehyde oligomer in an organic solvent, for example, toluene (Semenov S.A., Valkina E.M., Reznik AM “Extractant for Scandium Extraction,” Journal of Inorganic Chemistry, vol. 39, No. 4, 1994, pp. 670-674). However, liquid extraction is characterized by a number of disadvantages. Firstly, a liquid extractant dissolved in aromatic or saturated hydrocarbons cannot be used to isolate metal from solutions containing suspensions or from highly mineralized pulps. Secondly, part of the organic solvent and, possibly, part of the extractant pass into the aqueous phase, increasing the pollution of wastewater and degrading the environment. Thirdly, the capacity of the extractant is limited by the solubility of the metal complex in an organic solvent. In addition, the reagents used in liquid extraction, as a rule, belong to fire hazardous materials, the work with which requires special conditions. In connection with the foregoing, it is preferable to carry out the extraction of rare metals from acidic solutions by extraction with a solid extractant.
Известен способ получения твердых экстрагентов для извлечения редких металлов из солянокислых растворов в две стадии, причем на первой стадии проводят катионную полимеризацию альфа-окисей в среде безводного органического растворителя в инертной атмосфере в присутствии катализатора катионной полимеризации, а затем на второй стадии повторно осуществляют реакцию радикальной полимеризации стирола и дивинилбензола в присутствии полученной на первой стадии смеси циклических и линейных полиэфиров и катализатора при диспергировании в водном растворе крахмала (патент РФ 2089558, МКИ C08F 2/24, 1997 г.) (прототип).A known method of producing solid extractants for the extraction of rare metals from hydrochloric acid solutions in two stages, the cationic polymerization of alpha-oxides in an anhydrous organic solvent in an inert atmosphere in the presence of a cationic polymerization catalyst is carried out in the first stage, and then the radical polymerization is carried out in the second stage again styrene and divinylbenzene in the presence of a mixture of cyclic and linear polyesters and a catalyst obtained in the first stage upon dispersion in water one starch solution (RF patent 2089558, MKI C08F 2/24, 1997) (prototype).
Недостатками известного способа являются: во-первых, сложность процесса, обусловленная наличием двух стадий, необходимостью использования инертной атмосферы и безводного растворителя, потерями реакционной массы при переводе из одного реактора в другой; во-вторых, невозможность селективной экстракции металлов из растворов с использованием полученного известным способом экстрагента вследствие образования на стадии катионной полимеризации смеси циклических и линейных полиэфиров; в-третьих, невысокая кинетика сорбции твердым экстрагентом, полученным известным способом, обусловленная закрытыми макропорами матрицы, поскольку при образовании стирол-дивинилбензольной матрицы полимер прошивается поперечными связями, а органический растворитель не удаляется из гранул.The disadvantages of this method are: firstly, the complexity of the process due to the presence of two stages, the need to use an inert atmosphere and an anhydrous solvent, loss of reaction mass when transferring from one reactor to another; secondly, the impossibility of selective extraction of metals from solutions using the extractant obtained in a known manner due to the formation of a mixture of cyclic and linear polyesters at the cationic polymerization stage; thirdly, the low kinetics of sorption by a solid extractant obtained in a known manner, caused by closed macropores of the matrix, since during the formation of the styrene-divinylbenzene matrix, the polymer is cross-linked, and the organic solvent is not removed from the granules.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать технологически простой способ получения твердых экстрагентов для извлечения редких металлов из кислых растворов, обеспечивающий высокие рабочие характеристики полученных предлагаемым способом твердых экстрагентов.Thus, the authors were faced with the task of developing a technologically simple way to obtain solid extractants for the extraction of rare metals from acidic solutions, providing high performance characteristics obtained by the proposed method of solid extractants.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения твердых экстрагентов для извлечения редких металлов из кислых растворов, включающем радикальную полимеризацию стирола и дивинилбензола в присутствии экстрагента и инициатора полимеризации при диспергировании в водном растворе крахмала и последующее выделение твердого экстрагента, в котором в качестве экстрагента используют циклический полиэфир, растворенный в органическом растворителе или в смеси органических растворителей, при соотношении стирол:дивинилбензол:полиэфир = 0,80÷0,83:0,57÷0,60:1,0÷1,1 соответственно.The problem is solved in the proposed method for producing solid extractants for the extraction of rare metals from acidic solutions, including the radical polymerization of styrene and divinylbenzene in the presence of an extractant and a polymerization initiator when dispersed in an aqueous starch solution and subsequent isolation of a solid extractant, in which cyclic polyester is used as an extractant, dissolved in an organic solvent or in a mixture of organic solvents, with the ratio of styrene: divinylbenzene: polyester p = 0.80 ÷ 0.83: 0.57 ÷ 0.60: 1.0 ÷ 1.1, respectively.
При этом в качестве инициатора полимеризации может быть использован динитрил азадиизомасляной кислоты.In this case, dinitrile of azadiisobutyric acid can be used as a polymerization initiator.
При этом в качестве циклического полиэфира может быть использован краун-эфир, выбранный из группы, включающей ДБ18К6 (дибензо-18-краун-6), ДБ15К5 (дибензо-15-краун-5), ДБ24К8 (дибензо-24-краун-8).Moreover, crown ether selected from the group consisting of DB18K6 (dibenzo-18-crown-6), DB15K5 (dibenzo-15-crown-5), DB24K8 (dibenzo-24-crown-8) can be used as cyclic polyester .
В настоящее время из научно-технической и патентной литературы не известен способ получения твердых экстрагентов для извлечения редких металлов из кислых растворов путем радикальной полимеризации стирола и дивинилбензола в присутствии циклического полиэфира, растворенного в органическом растворителе, в предлагаемом соотношении исходных компонентов.Currently, from the scientific, technical and patent literature, there is no known method for producing solid extractants for the extraction of rare metals from acidic solutions by radical polymerization of styrene and divinylbenzene in the presence of a cyclic polyester dissolved in an organic solvent in the proposed ratio of the starting components.
Исследования, проведенные авторами, позволили выявить преимущества использования в качестве жидкого экстрагента в реакции радикальной полимеризации стирола и дивинилбензола высокоплавкого, малорастворимого в воде индивидуального циклического полиэфира. Такие физические свойства, как высокая температура плавления (выше 100°С) и низкая растворимость в воде, позволяют, в частности, избежать потерь экстрагента в циклах сорбция-десорбция. Использование предварительного растворения полиэфира в органическом растворителе, образующем азеотроп с водой, обусловливает удаление впоследствии растворителя из гранул полимера. В процесс образования полимерной матрицы раствор экстрагента в виде микрокапель остается в порах гранулы, испаряясь, пары растворителя диффундируют через поверхностный слой полимера, создавая таким образом каналы, соединяющие поры, заполненные экстрагентом, с окружающей средой. Экстрагент удерживается в порах полимера за счет сил физического взаимодействия, при этом он не растворяется в воде и не испаряется на воздухе. В качестве циклического полиэфира могут быть использованы краун-эфиры, различающиеся по размеру макроцикла (ДБ18К6, ДБ15К5, ДБ24К8), что обеспечивает повышение их селективности в процессе извлечения катионов металлов с соответствующими ионными радиусами. Предлагаемые твердые экстрагенты позволяют экстрагировать металлы из сернокислых растворов, которые являются малопригодной средой для жидкостной экстракции вследствие высокой величины энергии гидратации многозарядного сульфатного аниона. Возможность экстрагировать металлы из сернокислых растворов является значительным преимуществом твердых экстрагентов, полученных предлагаемым способом, поскольку серная кислота является наиболее технологичной (нелетучая, доступная в ценовом отношении) и часто используется при переработке отходов металлургического производства.The studies conducted by the authors revealed the advantages of using a high melting point, poorly soluble individual cyclic polyester in water as a liquid extractant in the radical polymerization reaction of styrene and divinylbenzene. Physical properties such as a high melting point (above 100 ° C) and low solubility in water, allow, in particular, to avoid the loss of extractant in the sorption-desorption cycles. The use of preliminary dissolution of the polyester in an organic solvent forming an azeotrope with water determines the subsequent removal of the solvent from the polymer granules. During the formation of the polymer matrix, the extractant solution in the form of microdrops remains in the pores of the granule, evaporating, the solvent vapor diffuses through the surface layer of the polymer, thereby creating channels connecting the pores filled with the extractant with the environment. The extractant is retained in the pores of the polymer due to the forces of physical interaction, while it does not dissolve in water and does not evaporate in air. Crown ethers differing in the size of the macrocycle (DB18K6, DB15K5, DB24K8) can be used as cyclic polyester, which ensures an increase in their selectivity in the process of extraction of metal cations with corresponding ionic radii. The proposed solid extractants make it possible to extract metals from sulfuric acid solutions, which are an unsuitable medium for liquid extraction due to the high hydration energy of a multiply charged sulfate anion. The ability to extract metals from sulfate solutions is a significant advantage of the solid extractants obtained by the proposed method, since sulfuric acid is the most technologically advanced (non-volatile, affordable) and is often used in the processing of metallurgical waste.
Авторами предлагаемого способа экспериментальным путем были установлены пределы соотношения исходных компонентов. Так, при изменении соотношения стирол:дивинилбензол:полиэфир в сторону большего содержания полиэфира полученный материал обладает пониженной механической прочностью. Изменение соотношения стирол:дивинилбензол:полиэфир в сторону меньшего содержания полиэфира приводит к понижению экстракционной способности полученного материала.The authors of the proposed method experimentally established the limits of the ratio of the starting components. So, when you change the ratio of styrene: divinylbenzene: polyester in the direction of a higher polyester content, the resulting material has a reduced mechanical strength. A change in the styrene: divinylbenzene: polyester ratio towards a lower polyester content leads to a decrease in the extraction ability of the obtained material.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.The proposed method can be implemented as follows.
В емкость помещают раствор крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании. Затем в раствор вводят стирол, дивинилбензол и циклический полиэфир, растворенный в органическом растворителе или в смеси органических растворителей, в соотношении 0,80÷0,83:0,57÷0,60:1,0÷1,1 соответственно, и в качестве инициатора полимеризации, например, динитрил азадиизомасляной кислоты. Полимеризационную смесь нагревают до 80-85°С и выдерживают при этой температуре 3-3,5 часа. Для удаления части растворителя во время выдержки обратный холодильник переключают на нисходящий. Далее в течение часа температуру реакционной смеси поднимают до 90-95°С, после чего выдерживают еще в течение часа. Затем продукт охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, промывают дистиллированной водой и сушат на воздухе.A solution of starch in distilled water is placed in a container with vigorous stirring and heating. Then styrene, divinylbenzene and a cyclic polyester dissolved in an organic solvent or in a mixture of organic solvents are introduced into the solution in the ratio of 0.80 ÷ 0.83: 0.57 ÷ 0.60: 1.0 ÷ 1.1, respectively, and as a polymerization initiator, for example, dinitrile azadiisobutyric acid. The polymerization mixture is heated to 80-85 ° C and maintained at this temperature for 3-3.5 hours. To remove part of the solvent during exposure, the reflux condenser is switched to a top-down one. Then, within an hour, the temperature of the reaction mixture was raised to 90-95 ° C, after which it was held for another hour. Then the product is cooled to room temperature, filtered, washed with distilled water and dried in air.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. В колбе емкостью 250 мл, снабженной мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой, готовят 60 мл 0,7%-ного раствора крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С. Затем в раствор вводят 5,0 г стирола; 3,4 г дивинилбензола и 6,0 г краун-эфира ДБ18К6, растворенного в смеси 30 мл хлороформа и 10 мл диметилформамида, что соответствует соотношению стирол:дивинилбензол:краун-эфир =0,83:0,57:1,0. В качестве инициатора полимеризации добавляют 0,1 г динитрила азадиизомасляной кислоты. Полимеризационную смесь нагревают до 80°С и выдерживают при этой температуре 3 часа. Во время выдержки обратный холодильник переключают на нисходящий. Затем в течение часа температуру реакционной смеси поднимают до 90° и выдерживают еще один час. После чего смесь охлаждают до комнатной температуры, фильтруют и промывают дистиллированной водой на фильтре в воронке Бюхнера. Сушат на воздухе. Выход 15,1 г. Полученный твердый экстрагент представляет собой белые, слегка приплюснутые гранулы размером 5-7 мм. Содержание краун-эфира ДБ18К6 - 40 мас.%.Example 1. In a flask with a capacity of 250 ml, equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel, prepare 60 ml of a 0.7% solution of starch in distilled water with vigorous stirring and heating to 60 ° C. Then, 5.0 g of styrene is introduced into the solution; 3.4 g of divinylbenzene and 6.0 g of DB18K6 crown ether dissolved in a mixture of 30 ml of chloroform and 10 ml of dimethylformamide, which corresponds to the ratio styrene: divinylbenzene: crown ether = 0.83: 0.57: 1.0. As a polymerization initiator, 0.1 g of azadiisobutyric acid dinitrile is added. The polymerization mixture is heated to 80 ° C and maintained at this temperature for 3 hours. During the exposure, the reflux condenser is switched to descending. Then, within one hour, the temperature of the reaction mixture was raised to 90 ° and held for another hour. After which the mixture is cooled to room temperature, filtered and washed with distilled water on a filter in a Buchner funnel. Dried in the air. Yield 15.1 g. The obtained solid extractant is white, slightly flattened granules 5-7 mm in size. The content of crown ether DB18K6 - 40 wt.%.
Пример 2. В колбе емкостью 250 мл, снабженной мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой, готовят 60 мл 0,7%-ного раствора крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С. Затем в раствор вводят 4,8 г стирола; 3,6 г дивинилбензола и 6,6 г краун-эфира ДБ15К5, растворенного в 45 мл толуола, что соответствует соотношению стирол:дивинилбензол:краун-эфир = 0,80:0,6:1,1. В качестве инициатора полимеризации добавляют 0,1 г динитрила азадиизомасляной кислоты. Полимеризационную смесь нагревают до 85°С и выдерживают при этой температуре 3,5 часа. Во время выдержки обратный холодильник переключают на нисходящий. Затем в течение часа температуру реакционной смеси поднимают до 95° и выдерживают еще один час. После чего смесь охлаждают до комнатной температуры, фильтруют и промывают дистиллированной водой на фильтре в воронке Бюхнера. Сушат на воздухе. Выход 11,0 г. Полученный твердый экстрагент представляет собой белые, мелкие, веретенообразные гранулы. Содержание краун-эфира ДБ15К5 - 36 мас.%.Example 2. In a flask with a capacity of 250 ml, equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel, prepare 60 ml of a 0.7% solution of starch in distilled water with vigorous stirring and heating to 60 ° C. Then 4.8 g of styrene is introduced into the solution; 3.6 g of divinylbenzene and 6.6 g of crown ether DB15K5 dissolved in 45 ml of toluene, which corresponds to the ratio styrene: divinylbenzene: crown ether = 0.80: 0.6: 1.1. As a polymerization initiator, 0.1 g of azadiisobutyric acid dinitrile is added. The polymerization mixture is heated to 85 ° C and maintained at this temperature for 3.5 hours. During exposure, the reflux condenser is switched to downward. Then, within one hour, the temperature of the reaction mixture was raised to 95 ° and held for another hour. After which the mixture is cooled to room temperature, filtered and washed with distilled water on a filter in a Buchner funnel. Dried in the air. Yield 11.0 g. The obtained solid extractant is white, small, spindle-shaped granules. The content of crown ether DB15K5 - 36 wt.%.
Экстракционная способность полученных твердых экстрагентов проверялась в процессе извлечения иттрия, скандия и лантана из 6 М сернокислых растворов, содержащих по 0,08 г/л каждого металла. Опыты проводили путем контактирования 1 г твердого экстрагента с 20 мл сернокислого раствора, содержащего металл, в течение 6 часов. Исходную и равновесную концентрацию металлов определяли с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой Ontima 4300 фирмы Perkin Elmer или титриметрически. Степень извлечения металлов рассчитывалась как отношение металла в органической фазе к его содержанию в равновесной водной фазе. Время экстракции по сравнению с прототипом сокращается в 8 раз. Потеря экстрагента за один цикл сорбция-десорбция ≤0,5%. Результаты экстракции представлены в таблице.The extraction ability of the obtained solid extractants was tested in the process of extraction of yttrium, scandium and lanthanum from 6 M sulfate solutions containing 0.08 g / l of each metal. The experiments were carried out by contacting 1 g of a solid extractant with 20 ml of a sulfate solution containing a metal for 6 hours. The initial and equilibrium concentration of metals was determined using an Ontima 4300 inductively coupled plasma atomic emission spectrometer from Perkin Elmer or titrimetrically. The degree of metal recovery was calculated as the ratio of the metal in the organic phase to its content in the equilibrium aqueous phase. The extraction time compared with the prototype is reduced by 8 times. Loss of extractant per sorption-desorption cycle ≤0.5%. The extraction results are presented in the table.
Из данных, приведенных в таблице, следует, что использование твердых экстрагентов, полученных предлагаемым способом, обеспечивает высокую степень извлечения редких металлов из сернокислых растворов (59-100%) и, кроме того, достаточно высокую селективность по индивидуальным элементам путем регулирования кислотности экстрагируемого раствора.From the data given in the table, it follows that the use of solid extractants obtained by the proposed method provides a high degree of extraction of rare metals from sulfate solutions (59-100%) and, in addition, a sufficiently high selectivity for individual elements by controlling the acidity of the extracted solution.
Таким образом, авторами предлагается простой и надежный способ получения твердых экстрагентов для извлечения редких металлов из сернокислых растворов, который характеризуется высокой степенью извлечения и селективности.Thus, the authors propose a simple and reliable method for producing solid extractants for the extraction of rare metals from sulfate solutions, which is characterized by a high degree of extraction and selectivity.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146800/04A RU2395529C1 (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146800/04A RU2395529C1 (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2395529C1 true RU2395529C1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008146800/04A RU2395529C1 (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2395529C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057146C1 (en) * | 1992-11-23 | 1996-03-27 | Григорьев Евгений Иванович | Sorbent for aqueous media treatment from metal ions and a method of its producing |
| RU2089558C1 (en) * | 1995-03-23 | 1997-09-10 | Татьяна Васильевна Гриневич | Method of preparing solid extracting agents for recovery of gold and rare metals from hydraulic acid solutions |
| CN101139418A (en) * | 2007-07-19 | 2008-03-12 | 四川大学 | Extraction resin with amide compound as extraction agent and preparation method thereof |
-
2008
- 2008-11-26 RU RU2008146800/04A patent/RU2395529C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057146C1 (en) * | 1992-11-23 | 1996-03-27 | Григорьев Евгений Иванович | Sorbent for aqueous media treatment from metal ions and a method of its producing |
| RU2089558C1 (en) * | 1995-03-23 | 1997-09-10 | Татьяна Васильевна Гриневич | Method of preparing solid extracting agents for recovery of gold and rare metals from hydraulic acid solutions |
| CN101139418A (en) * | 2007-07-19 | 2008-03-12 | 四川大学 | Extraction resin with amide compound as extraction agent and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lu et al. | Amidoxime functionalization of a poly (acrylonitrile)/silica composite for the sorption of Ga (III)–Application to the treatment of Bayer liquor | |
| US7077964B2 (en) | Process for preparing monodisperse ion exchangers having chelating functional | |
| US20090045137A1 (en) | Method of producing monodisperse chelate resins | |
| CN102295723B (en) | 6-aminopyridine-3-carboxylic acid chelating resin and its preparation method | |
| US8563622B2 (en) | Picolylamine resins | |
| EP0234319A2 (en) | Method for recovering gallium | |
| CN113214480A (en) | Synthesis method and adsorption application of cationic framework material | |
| Qin et al. | Cross-linked amidoxime porous resin for selective gallium separation in Bayer solutions: Reaction mechanism and kinetic study | |
| CN106008843A (en) | Surface-modified ion-imprinted polymer microspheres and preparation method thereof | |
| CN104292383A (en) | Gallium-adsorbing chelating resin and preparation method thereof | |
| US20020185443A1 (en) | Process for preparing heterodisperse chelating resins | |
| Rahman et al. | Ion-imprinted polymer for selective separation of cerium (III) ions from rare earth mixture | |
| RU2395529C1 (en) | Method of producing solid extraction agents for extracting rare metals from acidic solutions | |
| CN114505060B (en) | Composite adsorbent and preparation method and application thereof | |
| CN111019147A (en) | Metal organic framework adsorbent, one-step preparation method and application thereof | |
| KR910005666B1 (en) | Preparation of anion exchange resins having very low chlorine content | |
| RU2742654C1 (en) | Method of producing lignine hydrogels | |
| JP5344607B2 (en) | Separation and recovery of palladium ion adsorbent and palladium | |
| CN115779867B (en) | A resin capable of selectively enriching and separating Th(IV) and a preparation method thereof | |
| Li et al. | Highly selective recovery of lanthanum and cerium from wastewater by amidoxime-modified biochar | |
| RU2769404C2 (en) | Extraction of uranium | |
| CN106977639B (en) | Porous microspherical adsorption resin with selective adsorption of lead ions and preparation method thereof | |
| JPS586245A (en) | Chelate type ion exchange resin and production thereof and adsorbing method | |
| RU2509723C2 (en) | Method of removing halogens from liquid ammonia | |
| CN117753384B (en) | A fluorenone polymer fiber membrane composite material, its preparation method and application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121127 |