Способ извлечения никеля из водных растворов

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и позволяет повысить эффективность процесса и сократить затраты по времени на извлечение никеля из растворов гальванических производств. Сущность изобретения заключается в том, что раствор, содержащий никель, контактирует с сорбентом, представляющим собой сополимер О-винилового эфира диметилглиоксима с О-акриловым эфиром диметилглиоксима. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1490093 A 1 (S» 4 С 02 F 1/42 С О1 С 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕРЬСТВУ

4 сО

С0

Ю

CO

СД

В круглодонную колбу емкостью

0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой и термометром, загружают 11,6 г (О, 1 r-моль) диметилглиоксима в 100150 мп абсолютного растворителя (ацетон: метанол = 1:1), металлический натрий 4 г (О, 1 r-моль)..Harpeо вают реакционную массу до 55-60 С и прикалывают 8,05 r (О, 1 r-моль) этиленхлоргидрина. Реакционную массу кипятят 3.-4 ч при постоянном перемешивании, затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4168305/31-26 (22) 26.12.86 (46) 30.06 ° 89. Бюл. В 24 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов (72) И.В.Цихановская, Л.С.Федорова, Ю.И.Бакалин, Б.П.Сахаров и В.Л.Матюшкин (53) 66.081 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1085939, кл. С 02 F 1/42, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 569630, кл. В 01 D 15/04, 1978.

Изобретение относится к способам извлечения никеля из водных растворов солей никеля и может бьггь использовано при очистке сточных вод гальванических производств.

Целью изобретения является повышение эффективности и ускорение процесса извлечения никеля иэ водных растворов.

Пример. Исходными веществами для изготовления анионита являются: кварцевый песок, стеклянный бой или металлическая стружка. Эти материалы являются носителями ионообменно с сополимера-анионита (сополимера

О-винилового эфира диметилглиоксима с О-акриловым эфиром диметилглиоксима).

Получение анионита (сополимера

О-винилового эфира диметилглиоксима (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ

ВОДНЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к очистке сточных вод и позволяет повысить эффективность процесса и сократить затраты по времени на извлечение никеля из растворов гальванических производств. Сущность изобретения заключается в том, что раствор, содержащий никель, контактирует с сорбентом, представляющим собой сополимер О-винилового эфира диметилглиоксима с О-акриловым эфиром диметилглиоксима. 1 табл. с О-акриловым эфиром диметилглиоксима) проводят следующим образом.

Получение О-винилового эфира диметилглиоксима формулы

НС-С-С вЂ” CH

Н-О- N N — Π— СН = СН

1490093 фильтруют, разбавляют водой три раза по 100 мл и экстрагируют пять раз по 100 мл серным эфиром. Эфирный слой сушат безводным сернокислым натрием и эфир отгоняют подвакуумом. Далее проводят дегидратацию образовавшегося гликолевого эфира ацетофенонксима.

Для этого последний в количестве

15,6 г (0,1 r-моль) загружают в койбу емкостью 0,5 л, снабженную обратным холодильником, туда же загружают

13,6 г (0,1 г-моль) кислого сернокислого калия. Реакционную смесь кипятят 1,5-2 ч. По истечении указанного времени реакционную колбу охлаждают до комнатной температуры и сливают целевой продукт 0-виниловый эфир диметилглиоксима,который после перегонки в вакууме представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с Т < „„„ = 108 С (при 2 мм рт. ст.

Выход 99,4 r) 70X от теоретического (d 1., 2342, n 1,3913) .

Данные элементного анализа.

Вычислено, 7.: С 50,70, H 70,4;

N 19,72.

С Н < 010

Найдено, X: С 50,72; 50,69;

Н 7,05, 7,03; N 19,72; 19,74.

Молекулярная масса: найдено

142,02, 141,09; вычислено 142,0.

О-виниловый эфир диметилглиоксима растворяется в ацетоне, серном эфире, четыреххлористом углероде, нерастворим в воде. Строение О-винилового эфира диметилглиоксима подтверждено, во-первых, элементарными методами анализа, во-вторых, химическими методами кодирования, бромирования по ненасыщенной связи, в третьих, присутствием в ИК-спектре синтезированного соединения полосы поглощения в области 1640-1624;

970-940 и 860-840 см, отвечающей валентным и деформационным колебаниям связей С-С и С-Н непредельного радикала, а также полосы около

1640 см-, которая соответствует колебаниям связей C N и полосы около

925 см -, которая соответствует колебаниям простой эфирной связи. В спектре присутствует полоса 1075-1080 и

3400 см, .арактерная для гидроксиль55 ной группы.

Получение 0-акрилового эфира диметилглиоксима формулы

Н С вЂ” С вЂ” С вЂ” СН

3 S в я

НΠ— N N — 0 — С вЂ” СН = СН III

Ц

В круглодонную колбу емкостью

1,0 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой и термометром, загружают раствор 11,6 г (О, 1 г-моль) диметилглиоксима в 100150 мл абсолютного органического растворителя (507 ацетона + 50X этанола), металлический натрий 40 г (О, 1 r-моль). Нагревают реакционную массу до 35-40 С и при перемешивании прикалывают 9,05 мл (О, 1 г-моль) хлорангидрида акриловой кислоты. 3атем реакционную массу охлаждают до о

15-25 С и выдерживают при этой температуре 2-3 ч при постоянном перемешивании. После чего реакционную смесь фильтруют, разбавляют водой три раза по 100 мп и экстрагируют пять раз по 100 мп серным эфиром.

Эфирный слой сушат безводным сернокислым натрием и эфир отгоняют под вакуумом. В колбе остается бесцвет— ная вязкая жидкость, которая после вакуумной перегонки имеет Т „„„

111 С/2 мм рт. ст. получено 11,06 r (65X от теоретического) О-окрилового эфира диметилглиоксима: d 4 1,3 112, и 1,3925.

Данные элементного анализа.

Вычислено, Х: С 49,41; H 5,88

N 16,47.

С Н соНР 3

Найдено, X.: С 49,43; 49,40;

Н 5,90; 5,87„ N 16,49; 16,46.

0-окриловый эфир диметилглиоксима растворяется в смеси ацетона и спирта (1:1), диметилсульфоксиде, диметилформамиде, ацетонитриле, диоксане, нерастворим в воде.

Молекулярная масса: найдено

170,01, 169,99 вычислено 170,00.

Содержание синтезированного соединения подтверждено, во-первых, элементарным методом анализа, вовторых, химическими методами иодирования и бромирования по насыщенным связям, в-третьих, присутствием в

ИК-спектре синтезированного соединения полосы поглощения н области

1640-1626 см, 970-940 см и 860840 см-1, отвечающей валентным и деформированным колебаниям связей С=С и С-Н непредельного радикала, а так1490093 же полосы около 1645 см-, которая соответствует колебаниям связи C=N, полосы около 1720 см -, которая соответствует колебаниям сложной эфир ной связи и, наконец, полосы около

1750 см, которая соответствует колебаниям C=O связи. К тому же в спектре имеются полосы около 10751080 и около 3400 см -, характерные для гидроксильной группы.

Затем готовят смесь О-винилового эфира диметилглиосима с О-акриловым эфиром диметилглиоксима, полученным по описанным методикам в следующем исходном соотношении: берут 5,68 г (40 вес.7) О-винилового эфира диметилглиоксима и смешивают с 11,2 г (60 вес.Х) акрилового эфира диметилглиоксима, после чего к данной смеси добавляют 20-50 г носителя (кварцевого песка, стеклянного боя или металлической стружки), все хорошо перемешивают в фарфоровой чашке и помещают в термошкаф с температурой 90-100 С. При этой температуре выдерживают, температуру повышают до 180-200 С и продолжают процесс еще 3,5-4,0 ч. В результате носитель (например, кварцевый песок) покрывается светло-желтой пленкой анионита (сополимера О-винилового эфира диметилглиокснма с О-акриловым эфиром диметилглиоксима укаэанной формулы Z) . Образовавшийся ком носителя, покрытый пленкой анионита, дробят до размера частиц 1-2 мм.

И еще выдерживают на воздухе 0,2Ь,5 ч с тем, чтобы частицы не слипались между собой.

Процесс очистки проводят в последующей методике. Через навеску смолы, равную 20 г фильтруют кадмиевый раствор, рН которого равна 4. Состав раствора, г/л:

Никель 1,5

Кадмий 190

Цинк 40

Процесс фильтрования производят со скоростью 1, 0-1, 2 мл/см2 /м. Через смолу пропускают 12-18 объемов раствора на 1 объем смолы, т.е. сорбНВ

0

N

C=CH3

I с-сн

N-ОН вЂ” СН - СКI

СО

О

II су

С-Сяэ

I с-си

II

N-,0Н

45

50 где m - 30, n — 50. цию проводят до тех пор, пока концентрация никеля в растворе не досTHI нет исходного значения. После этого смолу промывают 1,5 объемами воды. .5

Десорбцию проводят 2 н. H SO при скорости фильтрации 0,4

0,6 мп/см мин. Одновременно, для сравнения, проводят сорбционную очистку ионитами, содержащими аминокарбоксильные группы, а также применив в качестве сорбента О-виниловый эфир диметилглиоксима с О-акриловым эфиром диметилглиоксима.

В таблице приведены результаты испытания по известным и предлагаемому способам извлечения никеля.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заклю20 чается в том что сокращается время процесса сорбции за счет увеличения более чем в 2 раза динамической емкости сорбента по никелю и концентрации никеля в десорбате при

25 одновременном снижении расхода реагентов.

Формула изобретения

Способ извлечения никеля из водных растворов, включающий контактиро30 ванне сорбента с раствором, о т л и— ч ающи йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет повышения динамической емкости сорбента, в качестве сорбента используют сополимер О-винилового эфира диметилглиоксима с О-аириловым эфиром диметилглиоксима следующей структуры:

1490093

Показатели

Известные способы

Предлагаемый способ

Ионит аминокарбо- аминогидраксильный зиновый

0-виниловый эфир диметилглиоксима с 0-акриловым эфиром диметилглиоксима

Полная динамическая емкость по Ni> мг/г

Расход десорбента для

100Х вымывания Ni, мг-экв.серной кислоты

19,6

46,8

95,6

99,6 мг-экв Nx

Концентрация

Ni в товарной фракции элюата, г/л

28,2

22,4

4,16

1 1, 18

23,5

Составитель Т.Чиликина

Редактор Т.Парфенова Техред М,Яндык Корректор А. Обручар

Заказ 364 1/26 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

II Il

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101