Способ получения комплексообразующего ионита

 

Использование: аналитическая химия, гидрометаллургия для селективного концентрирования и извлечения платиновых металлов из растворов. Сущность изобретения: комплексообразующий ионит получают путем конденсации 3(5)-метилпиразола с параформом при 95 - 100^oС с последующим сшиванием полученного поликонденсата резорцином при соотношении 3(5)-метилпиразола, параформа, резорцина, равном 1 : 2,0 - 2,5 : 0,25. Отверждение продукта конденсации ведут при 140 - 150^oС.

Изобретение относится к способам получения комплексообразующих ионитов, предназначенных для извлечения благородных металлов из растворов, и может использоваться в аналитической химии и в гидрометаллургии для селективного концентрирования и извлечения платиновых металлов из растворов.

Известен способ получения комплексообразующих ионитов, обладающих селективными свойствами по отношению к благородным металлам, путем сополимеризации N-винил-3(5)-метилпиразола с дивинилбензолом [1]. Полученные по этому способу полимерные сорбенты имеют высокую сорбционную емкость и обладают селективными свойствами, однако способ трудоемкий и требует предварительного получения винильного производного 3(5)-метилпиразола.

Известен также способ получения комплексообразующего ионита, содержащего группы 3(5)-метилпиразола, для сорбционного концентрирования и извлечения благородных металлов. Сорбент получают путем аминирования хлорметилированного сополимера стирола с дивинилбензолом макропористой структуры 3(5)-метилпиразолом [2].

Полученные по этому способу полимеры обладают селективностью к благородным металлам, но имеют невысокую сорбиционную емкость и недостаточные кинетические характеристики при сорбции металлов из растворов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения комплексообразующих поликондесационных ионитов на основе меламина и гетероциклических аминов, в качестве которых используют 3(5)-метилпиразол, имидазол и бензимидазол [3]. По указанному способу проводится совместная поликонденсация меламина и 3(5)-метилпиразола с формальдегидом вначале в присутствии щелочного агента с последующим введением концентрированной серной кислоты. Отверждение полученного продукта проводят при 150-160^oC в течение 6-8 ч.

Полученный по этому способу ионит обладает высокой сорбционной емкостью по платиновым металлам и имеет хорошие кинетические характеристики. Недостатками этого способа синтеза является использование в качестве сшивающего агента меламина, что приводит к необходимости проводить реакцию в две стадии при разных условиях, полученные иониты недостаточно устойчивые в сильно кислых растворах.

Задачей изобретения является получение комплексообразующего ионита поликонденсационного типа, обладающего комплексообразующей способностью и высокой селективностью по отношению к благородным металлам, получение и применение которых может стать технологически и экономически более выгодным за счет более простого способа проведения поликондесации и использования более дешевого сшивающего агента.

Согласно изобретению предлагается способ получения комплексообразующего ионита с группами 3(5)-метилпиразола путем конденсации 3(5)-метилпиразола с параформом при 95-100^oC при молярном соотношении 3(5)-метилпиразола и параформа 1:2,0-2,5 в присутствии кислотного катализатора в течение 2 ч, с последующим сшиванием поликонденсата резорцином при молярном соотношении 3(5)-метилпиразола и резорцина 1:0,25. Отверждение продукта проводят при 140-150^oC.

Пример. В колбу, снабженную термометром и мешалкой, помещают 32,8 мл (0,4 М) 3(5)-метилпиразола, 30 г (1М) параформа и 2 мл HCl. Смесь нагревают в кипящей водяной бане в течение 2 ч. Затем к смеси прибавляют небольшими порциями 11 г (0,1 М) резорцина, перемешивают 5-7 мин и сиропообразную массу выливают в чашку и выдерживают в термошкафу при 140-150^oC в течение 3 ч. Полученный продукт измельчают, промывают водой и соляной кислотой, снова водой и сушат на воздухе.

Содержание азота в продукте составляет 19%.

Полученный ионит содержит звенья 3(5)-метилпиразола и резорцина, что подтверждается содержанием азота (19%) в полученном полимере и наличием в ИК-спектрах характеристических полос поглощения при 960 и 1485 см^-1, относящихся к колебаниям пиразольного кольца, и полос поглощения при 1620 см^-1, соответствующих колебаниям OH-групп резорцина.

Сорбционный материал, полученный по предлагаемому способу, представляет собой продукт коричневого цвета, устойчивый в растворах кислот и щелочей, и может использоваться для извлечения благородных металлов из 0,1-6 М солянокислых растворов. Степень набухания ионита в 1М HCl 180%.

Сорбционная емкость ионита, полученного по предлагаемому способу, по благородным металлам составляет Pd(II) 248; Pt(IV) 256; Au(III) 400 мг/г (1M HCl; концентрация металла 2-4 мг/мл; 20^oC).

Полученный по предлагаемому способу комплексообразующий сорбент характеризуется избирательностью извлечения платиновых металлов из солянокислых растворов в присутствии солей неблагородных металлов (меди, железа, кобальта, никеля и др.); равновесие при сорбции благородных металлов из солянокислых растворов достигается в течение 20-40 мин.

Формула изобретения

Способ получения комплексообразующего ионита, включающий подачу в реакционный объем 3(5)-метилпиразола, формальдегида, кислотного катализатора, сшивающего агента в виде органического соединения с шестичленным циклом, термоконденсацию 3(5)-метилпиразола с формальдегидом с последующим термоотверждением, отличающийся тем, что в качестве формальдегида используют параформ, в качестве соединения с шестичленным циклом используют резорцин, который подают в реакционный объем после термоконденсации, в качестве кислотного катализатора используют соляную кислоту, термоконденсацию осуществляют при 95 - 100^oС, молярное соотношение метилпиразола, параформа и резорцина составляет 1 : 2,0 - 2,5 : 0,25, термоотверждение осуществляют при 140 - 150^oС.