Исследование процесса сорбции ионов молибдена синтезированным комплексообразующим ионитом

В настоящее время важное значение имеет исследование физико-химических и механических свойств ионообменных полимеров, позволяющих определить области применения, преимущества и недостатки синтезированных анионитов. С другой стороны, физико-химические исследования ионообменников позволяют определить пути модификации некоторых свойств анионитов.

Несмотря на значительное число исследований, посвященных ионообменному методу извлечения и разделения металлов, решение этой проблемы продолжает оставаться первостепенной задачей для гидрометаллургической промышленности. В Республике Узбекистан ежегодно возрастает число отраслей народного хозяйства, использующих ионообменные полимеры. До настоящего времени иониты ввозятся в Узбекистан из-за рубежа, что сказывается на себестоимости выпускаемой продукции. Кроме того, большинство ввозимых ионитов, особенно поликонденсационного типа, обладают низкими показателями таких свойств, как химо-термостойкость, механическая прочность и другие, это также ограничивает возможности и сферы их применения.

С этой целью нами было проведено исследование физико-химических и механических свойств полученных ионообменных полимеров.

На слабоосновных анионитах, полученных поликонденсацией меламина, эпихлоргидрина и тиомочевины – (Т+ЭХГ+М), гуанидина, эпихлоргидрина и тиомочевины – (Т+ЭХГ+Г), были проведены исследования отдельных закономерностей ионного обмена, которые могли бы служить основанием для физико-химической характеристики испытуемых анионитов.

Из основных химических свойств ионитов важное практическое значение имеет ионообменная способность, которая характеризует иониты с целью оценки их эксплуатационных свойств [2]. Величина ее в основном зависит от количества ионогенных групп ионита, степени их диссоциации, а также от природы и концентрации обменивающихся ионов.

Статическую обменную емкость (СОЕ) определяли в производственных растворах в присутствии минеральных кислот (соляная, серная и азотная), обычно содержащихся в них. Полученные кинетические равновесные показатели испытуемых анионитов сопоставляли с таковыми поликонденсационными промышленными анионитами АН-2Ф и АН-1 [3].

В таблице 1 представлены основные физико-химические свойства испытуемых анионитов.

Таблица 1.

Основные свойства испытуемых анионитов

Исследования проводили в зависимости от ионной формы анионита, рН-среды, присутствия конкурирующих ионов и др. Для сравнения использовали промышленный анионит АН-2Ф, рекомендованный для извлечения молибдена из промышленных растворов, и анионит ФА-С, селективный к ионам молибдена [1]. Сорбцию молибдена проводили в статических условиях, аниониты подвергались испытанию в - формах, исходные растворы молибдата аммония имели рН в интервале от 4 до 5. Сорбцию молибдена проводили как из чистых растворов молибдата аммония (С_исх=1г/л), так и в присутствии конкурирующих сульфат-ионов ). В таблице 2 приведены данные по сорбции молибдена анионитами.

Сравнение данных по сорбции молибдена на испытуемых анионитах в - формах показывает, что в случаях -формах сорбция молибдена несколько подавляется сульфат-ионами, тогда как в -форме это явление отсутствует. 

Таблица 2.

Сорбция молибдена испытуемыми анионитами

Анализ таблицы 2 показывает, что анионит Т+ЭХГ+М обладает большей селективностью к молибдену, которая почти одинакова при сорбции как из чистых растворов молибдата аммония, так и в присутствии конкурирующих ионов. Анионит ФА-С несколько уступает аниониту АН-2Ф по сорбции молибдена из чистых растворов, однако в присутствии конкурирующих ионов обладает одинаковой сорбционной способностью.

Влияние рН-среды на сорбцию молибдена исследовали в интервале рН=1-10. Заданную величину рН достигали добавлением серной кислоты и гидроксида аммония. В таблице 3 представлены результаты, где для сравнения приводятся данные для анионита АН-2Ф.

Таблица 3.

Сорбция молибдена анионитами в зависимости от рН-среды

Из данных таблицы 3 видно, что максимальное значение сорбции молибдена наблюдается при рН 4-6,5. С практической точки зрения важным показателем ионообменных полимеров является скорость достижения равновесия – кинетика сорбции.