CN114259996B - 一种球形铼定向吸附剂及其应用方法 - Google Patents

一种球形铼定向吸附剂及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种球形铼定向吸附剂，通过前驱体的制备及吸附剂的制备两步制备过程来制备球形铼定向吸附剂，制备方法简单方便，成本低，制备的球形铼定向吸附剂，可作为含铼液体物料的吸附剂，能够实现固液吸附提取铼，解决了液液萃取分离铼的弊端，可循环使用，环境污染小，具有工艺简单，反应绿色无污染，吸附剂可循环利用的优势，保护了环境，极大地降低了生产的成本。

Description

一种球形铼定向吸附剂及其应用方法
技术领域
本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种球形铼定向吸附剂及其应用方法。
背景技术
铼是一种稀散元素，在地壳中的含量仅为1×10-9％。铼因具有高熔点、高沸点、密度大、优异的延展性、成型性、催化活性等独特优异的物理化学性质，使得铼以及其合金在石油化工、航空航天、冶金、国防等领域有着巨大的应用前景，在市场上供不应求。铼提取分离的困难性与铼及其合金的稀散性，使得铼的价格步步高升，从而引起了人们的重视。故研究铼的提取分离成为研究铼工作的重中之重。
目前，液液萃取能够具有相对特异性地萃取铼，但存在有机溶剂用量大，污染环境的弊端，而得不到广泛的应用，固体吸附剂具有操作简单，环境污染小的特性，但选择性较差，面对这一现状，探寻一种新的铼定向吸附剂就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种球形铼定向吸附剂，通过两步制备过程制得，将制得的吸附剂作为含铼液体物料的吸附剂应用，进行提取分离铼，具有工艺简单，反应绿色无污染，吸附剂可循环利用的优势，保护了环境，极大地降低了生产的成本。
本发明采用的技术方案是：
一种球形铼定向吸附剂，通过如下步骤制备：
1)前驱体的制备：于反应釜中，加入30～40份E-20环氧树脂，0.5～0.8份助剂氯化三乙基苄基胺与对甲氧基苯酚，混合均匀，搅拌升温至45～55℃；滴加10～15份丙烯酸，然后升温到80～85℃反应1～2h，停止反应，降温到55～60℃；再加入20～30份苯乙烯，15～25份三烯丙基胺，继续反应30～60min，得前驱体，取出备用；
2)球形铼定向吸附剂的制备：在反应釜中依次加入10～15份步骤1)制备的前驱体，5～10份萃取剂TOA(三正辛胺)，0.1～0.2份过氧化甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.3～0.4份偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得混合液A；于制粒装置中，依次加入80～82份水，0.2～0.3份的司班-80和吐温-20混合液，搅拌均匀，升温到65～70℃，充分反应20～30分钟，然后缓慢滴加混合液A，调节装置搅拌转速为400～600r/min，反应10～20min，再加热升温到90～95℃，搅拌反应70～90min，水洗珠状的颗粒产物，烘干，得球形铼定向吸附剂，孔径1-5mm。
上述的球形铼定向吸附剂，优选地，所述助剂氯化三乙基苄基胺与对甲氧基苯酚的配比为2～5:1。
上述的球形铼定向吸附剂，优选地，所述司班-80和吐温-20混合液的配比为1～3:1，通过司班-80和吐温-20的复配，可以调节溶液的亲水亲油平衡值，通过调节溶液的亲水亲油平衡值从而辅助控制球形铼定向吸附剂的粒径。
本发明同时提供了上述球形铼定向吸附剂的应用方法，将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，作为含铼液体物料的吸附剂。
进一步地，将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，含铼溶液进入离子交换柱进行过柱吸附，被吸附在球形铼定向吸附剂上，吸附完成后，解吸，解吸剂为脱铼捕获剂，浓缩，获得含铼溶液浓缩液。
优选地，将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，低品位铼酸铵溶液进入离子交换柱，被吸附在球形铼定向吸附剂上，吸附完成后，解吸，浓缩，获得铼酸铵浓缩液，铼酸铵浓缩液铼含量为低品位铼酸铵溶液铼含量的30～160倍。进一步地，铼酸铵浓缩液在一定温度下蒸发浓缩、静置结晶，重结晶提纯，获得铼酸铵产品。
有益效果：
本发明提供了一种具有特异吸附铼性能的球形铼定向吸附剂，该吸附剂由于具有特异功能基团TOA和合适孔径，能够定向吸附溶液中的铼，从而实现铼的吸附富集，克服了液液萃取分离铼的种种弊端，具有造价低廉，清洁环保，可循环利用的优点，提供的制备方法简单，原料来源广泛，成本低，可以实现工业化生产。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步说明，应理解以下实验目的在于更好的阐述本发明的内容，而不是对本发明的保护范围产生任何限制。
实施例1：
球形铼定向吸附剂的制备：
1)前驱体的制备：于反应釜中，加入30份E-20环氧树脂，0.4份氯化三乙基苄基胺和0.2份对甲氧基苯酚，混合均匀，搅拌升温至50℃，滴加10份丙烯酸，然后升温到80℃反应1h，停止反应，降温到60℃，再加入20份苯乙烯，15份三烯丙基胺，继续反应30min，得前驱体，取出备用；
2)球形铼定向吸附剂的制备：在反应釜中依次加入10份步骤1)制备的前驱体、5份萃取剂TOA、0.1份过氧化甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.3份偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得混合液A；于合成装置中，依次加入80份水，0.1份司班-80和0.1份吐温-20混合液，搅拌均匀，升温到65℃，充分反应20分钟，然后缓慢滴加混合液A，调节搅拌转速为400-600r/min，反应10min，再加热升温到95℃，搅拌反应70min，水洗珠状的颗粒产物，烘干，得球形铼定向吸附剂，粒径1-2mm。
本发明，在具体制备球形铼定向吸附剂时，助剂氯化三乙基苄基胺和对甲氧基苯酚，可以按质量配比先复配后加入反应体系中，或者按配比分别直接加入反应体系中，优先按配比分别直接加入方式实施；司班-80和吐温-20优先按比例复配后，再加入制备体系中。具体实施时，各组分用量根据需要制备的吸附剂的量以质量单位按份数添加。
吸附实验：
将实施例1制备的球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，吸附处理含铼物料辉钼矿氧化浸出液，浸出液成分为低品位铼酸铵，将浸出液进入离子交换柱，铼酸铵被吸附在球形铼定向吸附剂上，吸附完成后，用氨水解吸，浓缩，获得铼酸铵浓缩液；90℃蒸发浓缩，60℃静置结晶，重结晶提纯，获得铼酸铵产品，测试吸附率及产品纯度。实验结果显示，铼酸铵在吸附剂上的吸附率可达98％以上，铼酸铵纯度可达99.9％以上。
实施例2：
球形铼定向吸附剂的制备：
1)前驱体的制备：于反应釜中，加入35份E-20环氧树脂，0.6份氯化三乙基苄基胺和0.2份对甲氧基苯酚，混合均匀，搅拌升温至55℃，滴加12份丙烯酸，然后升温到80℃反应1.5h，停止反应，降温到60℃，再加入25份苯乙烯，20份三烯丙基胺，继续反应40min，得前驱体，备用；
2)球形铼定向吸附剂的制备：在反应釜中依次加入12份步骤1)制备的前驱体、8份萃取剂TOA、0.15份过氧化甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.35份偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得混合液A，于装置中，依次加入81份水，0.15份司班-80和0.1份吐温-20混合液，搅拌均匀，升温到65℃，充分反应25分钟，然后缓慢滴加混合液A，调节转速为400-600r/min，反应15min，再加热升温到95℃，搅拌反应80min，水洗珠状的颗粒产物，烘干，得球形铼定向吸附剂，粒径3-5mm。
吸附实验：
将实施例2制备的球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，吸附处理辉钼矿焙烧烟气淋洗液，含铼物料进行过柱吸附，吸附完成后氨水解吸，获得铼酸铵浓缩液；在95℃蒸发浓缩60℃静置结晶，重结晶提纯，获得铼酸铵产品。实验测试结果显示，铼酸铵吸附率可达97％以上，铼酸铵纯度可达99.1％以上。
实施例3：
球形铼定向吸附剂的制备：
1)前驱体的制备：于反应釜中，加入40份E-20环氧树脂，0.6份助剂氯化三乙基苄基胺和0.15份对甲氧基苯酚，混合均匀，搅拌升温至45℃，滴加15份丙烯酸，然后升温到85℃反应2h，停止反应，降温到55℃，再加入30份苯乙烯，25份三烯丙基胺，继续反应50min，得前驱体，备用；
2)球形铼定向吸附剂的制备：在反应釜中依次加入15份步骤1)制备的前驱体、10份萃取剂TOA、0.2份过氧化甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.4份偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得混合液A，于装置中，依次加入82份水，0.12份司班-80和0.18份吐温-20混合液，搅拌均匀，升温到70℃，充分反应30分钟，然后缓慢滴加混合液A，调节转速为400-600r/min，反应20min，再加热升温到90℃，搅拌反应90min，水洗珠状的颗粒产物，烘干，得球形铼定向吸附剂，粒径1-3mm。
吸附实验：
将实施例3制备的球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，处理辉钼矿焙烧烟尘浸出液，含铼物料进行过柱吸附，吸附完成后解吸，解吸剂为氨水，获得铼酸铵浓缩液；在95℃蒸发浓缩，55℃静置结晶，重结晶提纯，获得铼酸铵产品。实验测试结果显示，铼酸铵吸附率可达95％以上，铼酸铵纯度可达98.3％以上。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (7)

1.一种球形铼定向吸附剂，其特征在于：
通过如下步骤制备：
1)前驱体的制备：于反应釜中，加入30～40份E-20环氧树脂，0.5～0.8份助剂氯化三乙基苄基胺与对甲氧基苯酚，混合均匀，搅拌升温至45～55℃；滴加10～15份丙烯酸，然后升温到80～85℃反应1～2h，停止反应，降温到55～60℃；再加入20～30份苯乙烯，15～25份三烯丙基胺，继续反应30～60min，得前驱体，取出备用；
2)球形铼定向吸附剂的制备：在反应釜中依次加入10～15份步骤1)制备的前驱体，5～10份萃取剂TOA，0.1～0.2份过氧化甲乙酮，搅拌均匀后，再加入0.3～0.4份偶氮二异丁腈，搅拌均匀，得混合液A；于制粒装置中，依次加入80～82份水，0.2～0.3份的司班-80和吐温-20混合液，搅拌均匀，升温到65～70℃，充分反应20～30分钟，然后缓慢滴加混合液A，调节装置搅拌转速为400～600r/min，反应10～20min，再加热升温到90～95℃，搅拌反应70～90min，水洗珠状的颗粒产物，烘干，得球形铼定向吸附剂。
2.如权利要求1所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：所述助剂氯化三乙基苄基胺与对甲氧基苯酚的配比为2～5:1。
3.如权利要求1所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：所述司班-80和吐温-20混合液的配比为1～3:1。
4.如权利要求1所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，作为含铼液体物料的吸附剂的应用。
5.如权利要求4所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，含铼溶液进入离子交换柱，被吸附在球形铼定向吸附剂上，吸附完成后，解吸，浓缩，获得含铼溶液浓缩液。
6.如权利要求5所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：将所述球形铼定向吸附剂装入离子交换柱内，低品位铼酸铵溶液进入离子交换柱，被吸附在球形铼定向吸附剂上，吸附完成后，解吸，浓缩，获得铼酸铵浓缩液。
7.如权利要求6所述的球形铼定向吸附剂，其特征在于：将所述铼酸铵浓缩液蒸发浓缩，静置结晶，重结晶提纯，获得铼酸铵产品。
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