Международный
научный журнал

Cорбционная способность слабоосновных анионитов по отношению к ионам некоторых металлов


The sorption capacity of weakly effective anionites on the relation to ions of some metals

Цитировать:
Cорбционная способность слабоосновных анионитов по отношению к ионам некоторых металлов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Юлдашев А.А. [и др.]. 2018. № 3(48) . URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5620 (дата обращения: 24.08.2019).
 
Прочитать статью:


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 polycondensation-type anion-exchange resin.

 

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 переработки 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 сорбционному извлечению молибдена на анионитах различного типа [3; 5] а также на катионитах из различных растворов. Следует отметить, что применение катионитов малоэффективно, т.к. катион «молибденил» (МOО2+) содержится в сравнительно кислых растворах (pH≤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 поли­этиленполиамина [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-, Cl-формах. Соотношение твердой фазы (анионита) к жидкой фазе (молибдату аммония) было 1:1000, исходный рН раствора молибдата аммония был рН=4,5-5,0. Поглощенное 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

Анионит

Поглощено Мo (мг/г) из раствора

Молибдата аммония

(Cuex=1г/л Мо)

Молибдата аммония и 48 г/л Na2So4

Анионит ФАН

ОН – форма

286

190

SO4- форма

360

171

Cl- форма

230

168

Анионит АН-2Ф

Cl-форма

220

63

Синтезированный анионит

ОН – форма

286

234

SO4- форма

291

254

Cl- форма

302

286

 

Данные таблицы 3 показывают, что молибден лучше сорбируется из чистых растворов молибдата аммония, когда анионит в Cl–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 Cl-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 молибдена. 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 рН раствора на сорбцию молибдена (г/л)

1. Синтезированный анионит. 2. Анионит АН-2Ф.

Таблица 4.

Влияние NO3, SO 2-4- ионов на сорбцию молибдена синтезированным анионитом

Содержание NO3ионав исходном растворе, г/л

Поглощение Мо, % от исходного

Содержание SO42- - иона в исходном растворе, г/л

Поглощено Мо % от исходного

5

10

15

25

50

73,0

73,0

68,5

68,5

62,0

2

8

25

50

-

98

97

95

95

-

 

Из таблицы 4 видно, что присутствие в растворе увеличивающегося количества NO3- – 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 катиони-тов 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 приме-нение. “Взаимосвязъ процессов комплексообразования и ионного обмена на анионитах”. Изд. “Химия” Ле-нинградское 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 промышленно-сти, Изд АН СССР, Москва, 1963. - С.132-136.

 

Информация об авторах:

Юлдашев Алишер Алимджанович Alisher Yuldashev

самостоятельный соискатель, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, 36

independent researchers of Tashkent Institute of Chemical Technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi Str., 36


Муталов Шухрат Ахмаджонович Shuxrat Mutalov

д-р хим. наук, доцент, ректор, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, 36

Doctor of Chemical Sciences, docent (Associate Professor), Rector of Tashkent Institute of Chemical Technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi Str., 36


Назирова Рано Агзамовна Nazirova Rano

д-р технических наук, профессор, Ташкентского химико-технологического института 100011, Узбекистан, Ташкент, ул.Навои, дом 36

Doctor of Engineering Sciences, Professor of Tashkent Institute of Chemical Technology, 100011, Uzbekistan, Tashkent, Navoi Str., 36


Турсунов Тулкун Турсунович Тursunov Tulkun

канд.хим.наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, дом №32

Candidate of chemical sciences, Professor, Tashkent chemical-technological institute, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi St.,32


Зайнитдинова Барно Зухриддиновна Barno Zaynitdinova

канд. техн. наук, доцент, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Наваи, дом № 32

Candidate of technical sciences, docent, Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navai Street, 32


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5122

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66236 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в: 

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

 

OpenAirediscovery

CiteFactor

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.