Способ получения гранулированного кремнеорганического сорбента для переходных металлов

 

Изобретение относится к получению кремнеорганических сорбентов, перспективных для извлечения, разделения и концентрирования цветных металлов , и позволяет упростить способ получения сорбента. Способ осуществляют следующим образом. Силикагель марки КСК или ШСК перемешивают в течение 5 ч в кипящем растворе N,N - бис(3-тризтоксисилилпропил)тиомочевины в гексане. Реакционную смесь ох- , фильтруют и сушат при 120 С в вакуум-эксикаторе, а затем при атмосферном давлении. 8 табл. I (Л со о 00 DO 1 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4005170/31-26 (22) 19. 11.85 (46) 07.05,57. Бюл. В 17 (71) Иркутский институт органической химии СО АН СССР и Иркутский государственный университет им.А.А.Жданова (72) Н.Н.Власова, А.Е.Пестунович, А.И.Кириллов, О.В.Землянушнова, Ю;Н.Пожидаев и М.Г.Воронков (53) 66.081(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 850204, кл. В 01 J 20/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 936986, кл. В 01 J 20/20, 1980. (51) 4 B 01 J 45/00 С 01 G 13/00 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО КРЕМНЕОРГАНИЧЕСКОГО СОРБЕНТА

ДЛЯ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к получению кремнеорганических сорбентов, перспективных для извлечения, разделения и концентрирования цветных металлов, и позволяет упростить способ получения сорбента. Способ осуществляют следующим образом. Силикагель марки КСК или ШСК перемешивают в течение 5 ч в кипящем растворе N,N —бис(3-триэтоксисилилпропил) тиомочевины в гексане. Реакционную смесь охо лаждают., фильтруют и сушат при 120 С в вакуум-эксикаторе, а затем при ат- д мосферном давлении. 8 табл.

1 13083

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения кремнеорганических сорбентов перспективных для извлечения, разделения и концентрирования переходных металлов.

Цель изобретения — упрощение процесса.

Пример 1. 20 г силикагеля марки КСК-2 перемешивают 5 ч с 50 мл ки-! пящего 20%-ного раствора N,N --бис(3триэтоксисилилпропил)тиомочевины в гексане. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, модифицированный силикагель (сорбент

IICTM-3С, образец I) отфильтровывают и высушивают 3 ч при 120 в вакуумо эксикаторе при 10 мм рт.ст. и 3 ч при 140 С и атмосферном давлении.

Удельная концентрация тиоуреидных групп в полученном образце Х сорбен- 20 та 4,6 10 моль/г.

Пример 2. В условиях примера

1 10 r силикагеля марки ШСК обрабатывают 20 мл кипящего 30%-ного раствора N,N -бис(3-триэтоксисилилпропил)

I 25 тиомочевины в гексане. Выделенный образец II сорбента ПСТМ-ЗС сушат 3 ч при 120 в вакуум-эксикаторе при 1О мм рт.ст. Удельная концентрация тиоуреидных групп в полученном образце II 6,2 10 моль/г.

Пример 3. Навеску 50 мл образцов I или II сорбента смешивают с раствором Н Р1С1 50-100 мг/л (А„)

2 или РйС1 и перемешивают 2 ч при ком- 35

2, натной температуре. Раствор отфильтровывают от сорбента и в нем спектрофотометрическим методом с хлоридом олова определяют остаточное количество Pt(IV) и Рй(ХХ) в растворе 40 (А<). По разности Ао — А, определяют количество сорбированного металла А

Когда А становится величиной пос2 тояннои (А о„ ), рассчитывают статическую сорбционную емкость (CCE) по формуле А z, „ /ш, где m — масса сорбента. Полученные данные приведены в табл.1.

Пример 4. Колонку диаметром

1-2 см и длиной 20-30 см заполняют сорбентом (образец ХI). Через колонку пропускают раствор 50 мг/л (А )

Н Р С16 или PdC1< со скоростью

0,3 мл/мин. В выходящем из колонки растворе определяют остаточное количество платинового металла (А1) по примеру 3. Динамическую сорбционную

79 2 емкость (ДСЕ) определяют как и статическую по формуле ДСЕ= (А — А„) /m, где

m — масса сорбента в колонке (табл.2).

Пример 5. В статическом режиме в различных средах для образцов и II сорбента определяют в условиях примера 3 остаточное количество

Pt(IU) или Pd(II) (А,) в растворах и рассчитывают по разности Ао — А количество сорбированного металла (А ), коэффициент межфаэного распределения металлов Q рассчитывают по

Формуле А /А . Результаты приведены в табл.З.

Пример 6. 50 мл раствора, содержащего 0,5-1 мг Pt(IV) и от 500 до

3500 мг суммы Cu(II), Fe(III), Со (II), Ni(II), Cr(III), смешивают в о течение 3 ч при 100 С со 100 мг сорбента в статическом режиме или пропускают через колонку, как в примере 4 в динамическом режиме. После этого определяют остаточное количество платины по примеру 3. Результаты представлены в табл.4.

Пример 7. 100-200 мг образцов I или ХХ сорбента перемешивают

3 ч с 50 мл раствора, концентрация в котором Hg(II) составляет 2 мг/л.

Среда 3M HCl или 3М HN0> (рН ñI) или щелочная среда с рН 11.

По окончании сорбции сорбент отделчют от раствора. В растворе определяют остаточное содержание ртути (А,) спектрофотометрическим дитизиновым методом. Рассчитывают количество сорбированной ртути по разности первоначального и конечного ее содержания в растворе А = 2 мг/л 0,05 л—

А,. Результаты представлены в табл.5.

П р и M е р 8. Навеску 100 мг сорбента (образины Х и II) перемешивают с 50 мл раствора Hp концентрация г+ которого варьируется от 2 до 840 мг/л.

Время контакта 3 ч. Среда ЗМ НИО .

Насыщение ведут до тех пор, пока величина А становится постоянной. Отношение А /m, где ш — масса сорбента, г, соответствует CCE (табл.6).

П р и и е р 9. Взято пробы сточной воды различных позиций со значениями рН 1; 4; 7+1, 10 + 1 хлорного производства Усолье-Сибирского ПО

" Химпром". Осуществлена сорбция в них ртути статическим методом с помощью образца ХХ сорбента аналогично примеру 7.. Результаты представлены в табл.7.

3 1308379

Пример 10. Устойчивость сорбента (образцы I и II) к агрессивным средам определяют в соответствии с

ГОСТом. Навеску 100 мг сорбента кипятят 100 ч с 6М раствором НС1. Определяют сорбционную емкость сорбента по отношению к ртути после кипячения по примеру 8 и сравнивают с его сорбционной емкостью до обработки с соляной кислотой, которую принимают за 10

100Х. Результаты приведены в табл.8.

Предлагаемый способ прост. Продолжительность всей операции от начала синтеза до полной готовности сорбента не превышает 7-11 ч. В то же 15 время только первая стадия известного способа, заключающаяся в иммобилизации на поверхности селикагеля марки Силохром С-120 сшивающего агента — аминопропилтриэтоксисилана или 20 хлорпропилтриэтоксисилана, длится

50-100 ч. Это в совокупности с второй стадией — обработкой иммобилизованного силохрома С-120 комплексообразующим агентом — иминодиуксусной 25 или монохлоруксусной кислотой, занимающей 10-20 ч, составляет в общей сложности время, в 7-11 раз превышающее то, что требуется для осуществления процесса в предлагаемом спо-30 собе. Кроме. того, согласно известному способу требуется постоянный контроль за рН среды, который. должен оставаться в пределах 6-8, В.предлагаемом способе в таком контроле нет необходимости.

Продолжение табл.3

Образец

ПСТМ-ЗС

ССЕ, мг/г

Металл/среда

Ра/3 н.нс1

Ра/3 н.Н,SO

Pt/3 í.НСl

Pt/3 н.Н ЯО

Ра/3 н.Н,SO, Pd /3 í.HCl

12,6

l l,8

14,8

ЕЕ

22;5

19,0

Pt/3 н. НС1

РС/3 н. Н 804

Ра/3 н. НС1

Ра/3 н. Н,SO, l1,2

11,3

l8,1

18,3

Таблица 3

Образец сорбента Металл/среда

Формула изобретения

ДСЕ, мг/г Металл/среда

40 Е

230

240

590

600

ЕЕ

390

Образец ССЕ, ПСТМ-ЗС мг/г

Металл/среда

640

Pt/3 н.НС1

Рй/Э н.НЕБО

5,8

II

8,6

Способ получения гранулированного кремнеорганического сорбента для переходных металлов путем модификации силикагеля кремнеорганическим маномером в среде кипящего гексана, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа, в качестве мономера используют N,N -бис(3-триI этоксисилилпропил)тиомочевину.

Таблица 1

Pt/3 н.НС1

Pt/3 н.H SO

Ра/3 н.НС1

Ра/3 н.н,зо4

Pt/3 н.НС1

Рг./Э н Н 804

Pd/3 н.НС1

Pd/3 н.Н SO

1308379

Нормальность н so

Сорбция, Х

Содержаwe Pt, мг

Металл, мг

Режим сорбции

500

500

2500

500

Статический

0,5

500

500

2500

2500.83

6 р

3500

Образец сорбента

97

100

100

100

32,5

Образе сорбен

63,0

)8 000

27, 100

О,!94

2,600

3,700

I 2,0

52,5

40,000

39, 800

63,0

Динамический 500

Таблица 5

Масса Процент 3О рН среды сорбента сорбции

Hg(II) Таблица 6

Таблица 4

2 l0 0

420,0

630,0

840,0

210 0

420, О

630,0

840,0

13,000

21, 200

36, 000

36, 100

О, 400

3,150

3,550

1308379

Т а б л и ц а 7

Сорбции,Ж

Обьем сточной воды,мг

Время контакта,мин

Масса сорбента,мг

Образец рН

31,5

500

31,5

700

90

31,5

700

30.63

II 4

180

11,0

96, 3 100

100 100

180

11,0

Il,0

94,0 100

0,16

180

94,0 100

94,0 100

0,16

180

7+ 1 100

0,16

Таблица 8

Образец сорбента

8,3

Зб

39

Составитель Т.Чиликина

Редактор Г.Гербер Техред Л.Олейник Корректор И.Куска

Заказ 1659/9 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

II I О 1 200

II 1021 300

II 7 l 100

II 7 + 1 50

Исходная концентрация Hg, мг/л

СЕ сорбента, мг/г Снижение емо обработ- после об- кости,X и работки