CC BY
35
СОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СЛАБООСНОВНЫХ АНИОНИТОВ ПО ОТНОШЕНИЮ
К ИОНАМ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ
Юлдашев Алишер Алимджанович
ассистент, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32
E-mail: [email protected]
Муталов Шухрат Ахмаджонович
д-р хим. наук, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32
E-mail: shuh-gold@mail. ru
Назирова Раъно Агзамовна
д-р техн. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32
E-mail: r. nazirova@umail. uz
Турсунов Тулкун Турсунович
канд. хим. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32
E-mail: tttursunov@umail. uz
Зайнитдинова Барно Зухриддиновна
канд. техн. наук, доцент, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32
E-mail: [email protected]
THE SORPTION CAPACITY OF WEAKLY EFFECTIVE ANIONITES ON THE RELATION TO IONS OF SOME METALS
Alisher Yuldashev
assistant-teacher, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32
Shukhrat Mutalov
Doctor of chemical sciences, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32
Rano Nazirova
Doctor of technical sciences, professor, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32
Tulkun Tursunov
Candidate of chemical sciences, professor, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32
Barno Zaynitdinova
Candidate of technical sciences, docent, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32
АННОТАЦИЯ
Поликонденсацией меламина с фурфуролом в присутствии дифениламина получен новый анионит. Присутствие в структуре анионита триазинового кольца, согласно, литературным данным, способствует селективному поглощению анионитом ионов молибдена. Исследовано влияние рH среды, ионной и др. на сорбцию ионов молибдена анионитом. Полученные данные сопоставлены со свойствами анионитов поликонденсационного типа.
ABSTRACT
By polycondensation of melamine with furfural in the presence of diphenylamine obtained new diphenylamine. The presence of the triazine ring in the structure of anion-exchange resin, according to the literature data, promotes the selective uptake of molybdenum ions by the anion-exchange resin. The influence of pH, ionic, etc. on the sorption of molybdenum ions by anion-exchange resin has been studied. The data obtained are compared with the properties of polycon-densation-type anion-exchange resin.
Библиографическое описание: Cорбционная способность слабоосновных анионитов по отношению к ионам некоторых металлов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Юлдашев А.А. [и др.]. 2018. N° 3(48). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5620
Ключевые слова: поликонденсация, анионит, фурфурол, меламин, дифениламин, сорбция. Keywords: polycondensation, anion-exchange resin, furfural, melamine, diphenylamine, sorption.
Ионообменные полимеры широко используются в водоподготовке, теплоэнергетике, гидрометаллургии, металлургии и других производствах. Для удовлетворения нужд этих производств ионообменные полимеры различных марок ввозятся к нам в республику из стран ближнего и дальнего зарубежья (таблица 1). Из данных таблицы 1 полученных нами из Статуправления Узбекистана видно что, несмотря на большое количество ввозимых ионитов различного типа, большинство из них дорогие и требуют особых условий хранения в условиях нашего климата.
Несмотря на значительное число исследований посвященных ионообменному методу извлечения и разделения металлов, решение этой проблемы продолжает оставаться актуальной и первостепенной задачей для гидрометаллургической промышленности. Сорбция на ионообменниках широко применяется в промышленной практике для извлечения молибдена из различных растворов, полученных при переработке бедного сырья, а также извлечение молибдена из различных вод [3].
Возрастающие требования к качеству товарных молибденовых и вольфрамовых концентратов, увеличение роста извлечения металлов и вовлечения в эксплуатацию бедного сырья ставят перед производственниками и научными исследователями задачу разработки экономически целесообразных схем пе-
реработки бедных руд. В этом аспекте большой интерес представляет исследование новых импортозамещающих доступных сорбентов, обладающих достаточно высокими показателями основных свойств и избирательностью по отношению к молибдену и вольфраму. В литературе известны работы по сорб-ционному извлечению молибдена на анионитах различного типа [3; 5] а также на катионитах из различных растворов. Следует отметить, что применение катионитов малоэффективно, т.к. катион «молибде-нил» (М002+) содержится в сравнительно кислых растворах (рИ<1), когда велика концентрация водородных ионов [3]. Более эффективно применение в процессах сорбции молибдена анионитов [3]. В связи с этим представляло интерес изучение сорбции ионов молибдена на синтезированном анионите в зависимости от различных факторов, с целью установления возможности применения его в гидрометалургии молибдена. Поликонденспцией меламина с фурфуролом в присутствии дифениламина нами получен новый слабоосновный анионит. Применение в качестве исходного сырья меламина, содержащего триазиновое кольцо, согласно литературным данным, способствует анианиту селективно поглощать ионы молибдена. [5] Наличие в молекуле дифениламина слабоосновных аминов, способствует комплексообразованию анианита с ионами цветных металлов [4].
Таблица 1.
Количество импортируемых ионообменных полимеров в Республику Узбекистан
Наименование 2014г. 2015г. 2016г. Январъ-июлъ 2017г.
Кол-во, т тыс. долл. США Кол-во, т тыс. долл. США Кол-во, т Кол-во, т
Китай 2268,1 10864,4 2190,4 11177,3 2534,8 1228,8
Германия 0,8 15,5 6,0 24,9 0,05 0,6
Греция - - - - 0,8 -
Индия - - - - 12,2 39,8
Италия 57,2 280,5 8,3 19,4 19,4 0,3
Япония - - - - - 0,004
Казахстан 0,5 0,6 0,3 0,9 - -
Республика Корея 1,0 7,5 0,3 2,8 0,2 -
Литва 1,5 18,2 3,1 34,7 - -
Польша - - 0,01 0,03 - -
Румыния - - 0,2 3,5 - -
Российская Федерация 136,5 361,3 130,7 390,5 64,0 253,2
Объединенные Арабские Эмираты 5,3 32,8 - - - -
Турция 6,5 17,9 2,1 4,7 9,5 0,2
Украина 220,0 1679,1 48,1 330,9 - -
Соединенное Королевство 0,0001 0,3 - - - -
Использование в качестве сшивающего агента доступного и дешевого вторичного продукта гидролизной промышленности Узбекистана гетероциклического альдегида фурфурола позволило получить
анионит с высокой механической прочностью и устойчивостью к химическим и термическим воздействиям [2]. Полученные результаты по сорбции молибдена на синтезированном анионите
сравнивали с данными на промышленном анионите АН-2Ф, рекомендованном для извлечения молибдена из производственных растворов [6] и анионите ФАН,
полученном на основе фурфурола и поли-этиленполиамина [1]. Свойства полученного анионита в ОН-форме приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Свойстве исследуемых анионитов
Анионит Обменная емкость по 0,1 N раствору HCl, мг-экв/г Удельный объем набухшего в воде анионита, мл/г Насыпной вес, г/мл Влажность, %
ФАН 4,32 2,61 0,65 13,4
АН-2Ф 7,5 2,70 0,80 13,5
Синтезированный анионит 4,8 2,83 0,52 18
В качестве объекта исследования использовали раствор молибдата аммония с концентрацией Сиссх=1 г/л. Аниониты использовали в ОН-, SO42", О-формах. Соотношение твердой фазы (анионита) к жидкой фазе (молибдату аммония) было 1:1000, исходный рН раствора молибдата аммония был рН=4,5-5,0. По-
глощенное количество молибдена анионитом рассчитывали по разности исходной и равновесной концентрации в растворе. В таблице 3 приведены результаты поглощения молибдена анионитами из чистых растворов молибдата аммония и в присутствии конкурирующих ионов (48 г/л SO42-)
Таблица 3.
Сорбция молибдена анионитами
Поглощено Мo (мг/г) из раствора
Анионит Молибдата аммония Молибдата аммония и 48 г/л
(Cuex^/л Мо) Na2So4
Анионит ФАН
ОН - форма 286 190
SO4- форма 360 171
О- форма 230 168
Анионит АН-2Ф
О-форма 220 63
Синтезированный анионит
ОН - форма 286 234
SO4- форма 291 254
О- форма 302 286
Данные таблицы 3 показывают, что молибден лучше сорбируется из чистых растворов молибдата аммония, когда анионит в О-форме, в указанных условиях высокое значение сорбции молибдена получены на анионите ФАН, (360 мг/г).
Однако в присутствии конкурирующих сульфат-ионов (48 г/л SO42-) сорбция молибдена на ФАНе в О-форме уменьшилась на 70 %. Большей избирательностью к молибдену обладает синтезированный анионит, сорбционная способность которого не изменяется - 292-256 мг/г, и в присутствии конкурирующих ионов уменьшилась всего на 10-12% процентов, 50% на анионите АН-2Ф, рекомендованном для извлечения молибдена [6] который по сорбционной способности как из чистых растворов, так и в присутствии конкурирующих ионов уступает синтезированному аниониту.
Далее нами было изучено влияние рН и концентрации конкурирующих ионов на сорбцию молиб-
дена. Влияние рН среды на сорбцию молибдена исследовали в интервале pH от 1 до 10. Нужную величину рН достигали добавлением растворов серной кислоты и аммиака.
Результаты исследований приведены на рис.1, где для сравнения приводятся данные по аниониту АН-2Ф. Анализ кривых рис. 1 показывает, что максимальная сорбция молибдена наблюдается в интервале рН=3,2-5,0, сравнение данных по сорбции молибдена синтезированным анионитом в Cl- и SO4 -формах показывает, что в случае Cl - формы сорбция молибдена несколько подавляется за счет анионного обмена между хлор - и сульфат - ионами, тогда как в SO4-форме это явление отсутствует. В качестве конкурирующих ионов были выбраны сульфат - и нитрат ионы (в виде NH4)2SO4 и NH4NO3 в интервале концентраций от 2 до 50 г/л SO42- и NO3- ионов соответственно) обычно сопутствующих в растворах выщелачивания бедных молибден содержащих продуктов [3].
Рисунок 1. Влияние рНраствора на сорбцию молибдена (г/л)
1. Синтезированный анионит. 2. Анионит АН-2Ф.
Влияние NOз, 80 2-4- ионов на сорбцию молибдена синтезированным анионитом
Таблица 4.
Содержание NO3 иона в исходном растворе, г/л Поглощение Мо, % от исходного Содержание SO42" - иона в исходном растворе, г/л Поглощено Мо % от исходного
5 73,0 2 98
10 73,0 8 97
15 68,5 25 95
25 68,5 50 95
50 62,0 - -
Из таблицы 4 видно, что присутствие в растворе увеличивающегося количества N03" - ионов подавляет сорбцию молибдена больше чем сульфат-ионы. В пределах концентрации сульфат - ионов от 2 до 50 г/л сорбция молибдена снижается лишь на 2-5%.
В заключение следует отметить, что синтезированный анионит благодаря своим сорбционным свойствам может быть применен в гидрометаллургии молибдена с целью его извлечения.
Список литературы:
1. Авторское свидетельство. №204580 "Метод получения анионита"/ Назирова Р.А., Ризаев Н.У., Муслимов Х.И. // Бюллетень изобретений, 1967, №22.
2. Бердиева М.М., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. "Получение поликонденсационных катионитов из отходов химических производств" "Россия", 2014. - С. 15-16.
3. Зеликман А.Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970. - 150 с.
4. Каргман В.Б., Асамбадзе Г.Д., Копылова В.Д., Салдадзе К.М. Химические активные полимеры и их применение. "Взаимосвязъ процессов комплексообразования и ионного обмена на анионитах". Изд. "Химия" Ленинградское отделение, 1969. - С. 115-121.
5. Попов И.Ф., Матренкин В.Ф., Клебанов О.Б. Сб. "Синтез и свойства ионообменных материалов", Изд. "Наука". Москва, 1968. - С. 68-70.
6. Собинякова Н.М., Акутина Т.М., Степанова В.В., Корнеева С.Г. Ионообменные сорбенты в промышленности, Изд АН СССР, Москва, 1963. - С.132-136.
