RU2385885C1 - Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp - Google Patents
Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385885C1 RU2385885C1 RU2008138797/04A RU2008138797A RU2385885C1 RU 2385885 C1 RU2385885 C1 RU 2385885C1 RU 2008138797/04 A RU2008138797/04 A RU 2008138797/04A RU 2008138797 A RU2008138797 A RU 2008138797A RU 2385885 C1 RU2385885 C1 RU 2385885C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- ion exchanger
- ionite
- sorption
- copolymer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Заявляемый ионит относится к сорбционной гидрометаллургии урана и может быть использован для извлечения урана из растворов и пульп.The inventive ion exchanger relates to sorption hydrometallurgy of uranium and can be used to extract uranium from solutions and pulps.
Известны пиридиниевые иониты для сорбции урана из сернокислых растворов и пульп на основе сополимеров стирола и ДВБ: АМП, АМП-п и АМП-1 (Справочник «Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки». Под ред. акад. Б.Н.Ласкорина. М., ВНИИХТ, 1989; Справочник по геотехнологии урана. Под ред. Д.И.Скороварова. М.: Энергоатомиздат, 1997, с.385-404; Ю.В.Нестеров. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания. М., 2007, с.39-40, с.233-316). Кроме того, известны винилпиридиновые иониты для сорбции урана на основе сополимеров 2-метил-5-винилпиридина и ДВБ:ВП-1Ап, ВП-3Ап, ВП-4Ап (Б.Н.Ласкорин, Г.Н.Никульская, К.Ф.Перелыгина. Аниониты на основе винилпиридинов // Производство и переработка пластмасс и синтетических смол. М.: вып. НИИПМ. 1977, №16, с.16-19; Справочник «Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки». Под редакцией акад. Б.Н.Ласкорина. М., ВНИИХТ, 1989; Химия урана. Под ред. Б.Н.Ласкорина. М.: Наука, 1981, с.58-63).Pyridinium ion exchangers are known for sorption of uranium from sulfuric acid solutions and pulps based on styrene-DVB copolymers: AMP, AMP-p and AMP-1 (Reference "Ion-exchange materials for hydrometallurgy, wastewater treatment and water treatment." Ed. By Acad. B. N. Laskorina. M., VNIIKhT, 1989; Handbook of Uranium Geotechnology. Edited by D. I. Skorovarov. M: Energoatomizdat, 1997, p. 385-404; Yu.V. Nesterov. Ionites and ion exchange. Sorption technology in the extraction of uranium and other metals by underground leaching. M., 2007, S. 39-40, S. 233-316). In addition, vinyl pyridine ion exchangers for sorption of uranium based on copolymers of 2-methyl-5-vinylpyridine and DVB are known: VP-1Ap, VP-3Ap, VP-4Ap (B.N. Laskorin, G.N. Nikulskaya, K.F. Perelygina. Anionites based on vinylpyridines // Production and processing of plastics and synthetic resins. M .: issue NIIPM. 1977, No. 16, p.16-19; Reference "Ion-exchange materials for hydrometallurgy, wastewater treatment and water treatment." Edited by Academician B.N. Laskorin. M., VNIIKhT, 1989; Uranium Chemistry. Edited by B.N. Laskorin. M: Nauka, 1981, p. 58-63).
К недостаткам вышеуказанных ионитов относятся недостаточно высокая весовая (мг/г) и объемная (мг/см3) емкости по урану, необходимость использования для десорбции урана высококонцентрированных растворов кислот и солей. Это приводит к большому расходу сорбентов и реагентов при переработке сернокислых растворов и пульп и в целом - к снижению эффективности этого процесса.The disadvantages of the above ion exchangers are insufficiently high weight (mg / g) and bulk (mg / cm 3 ) uranium capacities, the need to use highly concentrated solutions of acids and salts for uranium desorption. This leads to a large consumption of sorbents and reagents during the processing of sulfate solutions and pulps and, in general, to a decrease in the efficiency of this process.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при использовании является пиридиниевый ионит на основе сополимера стирола и дивинилбензола марки АМП, который применяется для сорбции урана из растворов и пульп (Химия урана. Под ред. Б.Н.Ласкорина. М.: Наука, 1981, с.58-63).The closest in technical essence and the achieved result when using is pyridinium ion exchanger based on a copolymer of styrene and divinylbenzene of the AMP brand, which is used for sorption of uranium from solutions and pulps (Uranium Chemistry. Edited by B.N. Laskorin. M .: Nauka, 1981 p. 58-63).
Недостатками этого ионита являются:The disadvantages of this ion exchanger are:
- сравнительно невысокая емкость по урану;- a relatively low capacity for uranium;
- большая продолжительность контакта насыщенного ураном ионита с раствором элюента, например сернокислым раствором селитры, на операции десорбции урана;- the long duration of contact of a uranium-ion exchanger with an eluent solution, for example, a nitrate sulfate solution, in uranium desorption operations;
- большой объем (выход) товарной фракции десорбата;- a large volume (yield) of the product fraction of the desorbate;
- сравнительно высокая остаточная емкость ионита по урану после его десорбции.- a relatively high residual ionite capacity for uranium after its desorption.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The technical result of the invention is the elimination of the above disadvantages.
Технический результат достигается тем, что в состав пиридиниевого сополимера долнительно вводят метакриловую кислоту в количестве 3,0-6,0 мас.%, причем ее вводят в ионит на стадии получения сополимера и/или путем обработки сополимера смесями дозированных количеств исходных мономеров с последующей полимеризацией продуктов обработки сополимера.The technical result is achieved by the fact that methacrylic acid is additionally introduced into the composition of the pyridinium copolymer in an amount of 3.0-6.0 wt.%, Moreover, it is introduced into the ion exchanger at the stage of preparation of the copolymer and / or by treating the copolymer with mixtures of metered amounts of the starting monomers followed by polymerization copolymer processing products.
Заявляемый ионит получают следующим образом.The inventive ion exchanger is prepared as follows.
Низкосшитый стирольный или акрилатно-стирольный сополимер, являющийся исходной (базовой) полимерной матрицей, получают суспензионной сополимеризацией в среде водного раствора картофельного крахмала мономерной смеси, состоящей из стирола, технического дивинилбензола (ДВБ), этилстирола (ЭС), инициатора полимеризации перекиси бензоила (ПБ) и порообразователя, или мономерной смеси, включающей стирол, ДВБ, ЭС, ПБ, порообразователь и метакриловую кислоту (МАК).The low-cross-linked styrene or acrylate-styrene copolymer, which is the initial (base) polymer matrix, is prepared by suspension copolymerization in an aqueous solution of potato starch monomer mixture consisting of styrene, technical divinylbenzene (DVB), ethyl styrene (ES), and benzene peroxide polymerization initiator and a pore former, or a monomer mixture comprising styrene, DVB, ES, PB, a pore former and methacrylic acid (MAA).
Полученную базовую матрицу обрабатывают смесью дозированных количеств стирола, ДВБ, ЭС, ПБ и МАК и продукт обработки подвергают вторичной полимеризации в определенных условиях. Такая обработка базовой матрицы с последующей полимеризацией продукта обработки может осуществляться одно- или двукратно.The obtained base matrix is treated with a mixture of dosed amounts of styrene, DVB, ES, PB and MAK and the product is subjected to secondary polymerization under certain conditions. Such processing of the base matrix followed by polymerization of the treatment product can be carried out once or twice.
Дальнейшие стадии получения пиридиниевого ионита заключаются в хлорметилировании сополимеров стирола, ДВБ и МАК и аминировании хлорметилированных сополимеров пиридином.Further steps in the preparation of pyridinium ion exchanger include chloromethylation of styrene, DVB and MAK copolymers and amination of chloromethylated copolymers with pyridine.
Полученный ионит после перевода в SO4-форму используется для сорбции урана.The obtained ion exchanger after conversion to the SO 4 form is used for sorption of uranium.
Пример 1. Для сорбции урана из сернокислого продуктивного раствора подземного выщелачивания (ПВ), содержащего, г/л: 0,05 урана; 1,3 железа (Fe2++Fe3+); 0,2 кальция; 0,08 магния; 0,07 кремния; 2,1 алюминия; 3,7 серной кислоты, используют пиридиниевые иониты с различным содержанием МАК в полимерной матрице. Для сравнения сорбцию урана из того же раствора ведут пиридиниевым анионитом АМП, не содержащим в сополимере МАК (прототип). Сорбцию урана ведут в статических условиях, контактируя иониты в SO4-форме с раствором в течение 20 ч при постоянном механическом перемешивании, соотношении объемов раствора и ионита 3000:1 и температуре 18-20°С. Затем ионит отделяют от раствора, промывают водой, сушат при температуре 80 -85°С. В сухих ионитах после их разложения методом «мокрого сжигания» определяют содержание урана. Данные по весовой (мг/г) и объемной (мг/мл) емкостям испытанных ионитов приведены в табл.1.Example 1. For sorption of uranium from a sulfate productive solution of underground leaching (PV), containing, g / l: 0.05 uranium; 1.3 iron (Fe 2+ + Fe 3+ ); 0.2 calcium; 0.08 magnesium; 0.07 silicon; 2.1 aluminum; 3,7 sulfuric acid, pyridinium ion exchangers with different MAA content in the polymer matrix are used. For comparison, the sorption of uranium from the same solution is carried out by AMP pyridinium anion exchange resin not containing MAK in the copolymer (prototype). Uranium is sorbed under static conditions, contacting the ion exchangers in the SO 4 form with the solution for 20 hours with constant mechanical stirring, the ratio of the volumes of the solution and the ion exchanger is 3000: 1 and a temperature of 18-20 ° C. Then the ion exchanger is separated from the solution, washed with water, dried at a temperature of 80 -85 ° C. In dry ion exchangers after their decomposition by the method of "wet burning" determine the uranium content. Data on the weight (mg / g) and volumetric (mg / ml) capacities of the tested ion exchangers are given in Table 1.
Весовая емкость по урану (мг/г) заявляемого ионита Россион с содержанием МАК в сополимере 3,0-6,6 мас.% превышает емкость прототипа. В то же время объемная емкость прототипа (мг/см3), которая определяет параметры технологического процесса сорбции урана, заметно ниже объемной емкости заявляемого ионита с содержанием МАК 3,0-6,0 мас.%. Увеличение содержания МАК свыше 6,0 мас.% приводит к значительному увеличению удельного объема набухшего в перерабатываемом растворе ионита и вследствие этого к резкому снижению его объемной емкости, что неприемлемо для технологических целей.The weight capacity for uranium (mg / g) of the inventive Rossion ion exchanger with a MAA content in the copolymer of 3.0-6.6 wt.% Exceeds the capacity of the prototype. At the same time, the volumetric capacity of the prototype (mg / cm 3 ), which determines the parameters of the technological process of sorption of uranium, is significantly lower than the volumetric capacity of the claimed ion exchanger with a MAK content of 3.0-6.0 wt.%. An increase in the content of MAA in excess of 6.0 wt.% Leads to a significant increase in the specific volume of the ionite swollen in the processed solution and, as a result, to a sharp decrease in its volumetric capacity, which is unacceptable for technological purposes.
Аналогичные результаты получены при сорбции урана заявляемым ионитом из сернокислой пульпы от выщелачивания урановых руд, содержащих, г/л: 1,0 урана; 0,23 кремния; 4,0 железа (II); 3,5 железа (III); 0,2 кальция; 2,0 алюминия; 0,5 магния и имеющих рН 1,7. Сорбцию вели в статическом режиме в вышеописанных условиях.Similar results were obtained during the sorption of uranium by the claimed ion exchanger from sulphate of sulfate from leaching of uranium ores containing, g / l: 1.0 uranium; 0.23 silicon; 4.0 iron (II); 3.5 iron (III); 0.2 calcium; 2.0 aluminum; 0.5 mg and having a pH of 1.7. Sorption was carried out in a static mode under the above conditions.
Полученные данные приведены ниже (табл.2).The data obtained are given below (table 2).
611Rossion
611
Таким образом, введение в состав полимерной матрицы пиридиниевого ионита метакриловой кислоты в количестве 3,0-6,0 мас.% позволяет повысить весовую и объемную емкости ионита по урану при сорбции его как из растворов, так и из пульп, улучшить показатели сорбционного процесса, снизить единовременную загрузку ионита и уменьшить количество сорбционных аппаратов.Thus, the introduction of methacrylic acid in the amount of 3.0-6.0 wt.% Pyridinium ion exchanger into the polymer matrix makes it possible to increase the weight and volumetric capacity of the ion exchanger on uranium during its sorption both from solutions and from pulps, to improve the performance of the sorption process, reduce the one-time load of ion exchanger and reduce the number of sorption apparatus.
Введение МАК в состав заявляемого ионита позволяет не только повысить его емкость по урану, но и улучшить технологические параметры процесса десорбции урана с ионита в сравнении с прототипом.The introduction of MAK in the composition of the claimed ion exchange resin allows not only to increase its capacity for uranium, but also to improve the technological parameters of the process of desorption of uranium from ion exchange resin in comparison with the prototype.
Пример 2. С образцов заявляемого ионита, насыщенного ураном из продуктивного раствора ПВ вышеуказанного состава, в динамических условиях ведут десорбцию урана, пропуская десорбирующий раствор через слой ионита высотой 0,5 м в колонке со скоростью 1 объем раствора к объему сорбента в час при температуре 20°С. Вытекающий из колонки десорбат отбирают фракциями по 0,5 объема к объему сорбента в колонке и определяют в каждой фракции содержание урана. По полученным данным строят выходную кривую десорбции урана, по которой определяют ориентировочный выход (объем) товарной фракции десорбата и ожидаемую концентрацию урана.Example 2. From the samples of the claimed ion exchange resin saturated with uranium from a productive PV solution of the above composition, uranium is desorbed under dynamic conditions by passing a stripping solution through a 0.5-meter-high layer of ion exchange resin in a column at a rate of 1 volume of solution to the volume of sorbent per hour at a temperature of 20 ° C. The desorbate flowing from the column is selected in fractions of 0.5 volume to the volume of sorbent in the column and the uranium content in each fraction is determined. Based on the data obtained, the output uranium desorption curve is constructed, which determines the approximate yield (volume) of the commodity fraction of the desorbate and the expected concentration of uranium.
В качестве десорбирующего раствора используют 10-процентный раствор аммиачной селитры с добавкой 1% серной кислоты (100 г/л NH4NO3+10 г/л H2SO4).As a stripping solution using a 10 percent solution of ammonium nitrate with the addition of 1% sulfuric acid (100 g / l NH 4 NO 3 + 10 g / l H 2 SO 4 ).
В аналогичных условиях ведут десорбцию урана тем же раствором с прототипа - пиридиниевого ионита АМП.Under similar conditions, uranium is desorbed with the same solution from the prototype - AMP pyridinium ion exchanger.
Полученные данные представлены в табл.3.The data obtained are presented in table.3.
мг/см3
The capacity of saturated ion exchanger for uranium,
mg / cm 3
Судя по приведенным данным, заявляемый ионит в сравнении с прототипом обладает значительно лучшими десорбционными характеристиками, что обеспечивает:Judging by the above data, the claimed ion exchanger in comparison with the prototype has significantly better desorption characteristics, which provides:
- лучшую кинетику десорбции урана;- the best kinetics of uranium desorption;
- меньшую остаточную емкость по урану после десорбции;- less residual capacity for uranium after desorption;
- меньший объем (выход) товарной фракции десорбата;- less volume (yield) of the product fraction of the desorbate;
- более высокую концентрацию урана в товарном десорбате.- a higher concentration of uranium in the product desorbate.
Все вышеперечисленное позволяет в целом улучшить технико-экономические показатели сорбционно-десорбционного процесса извлечения урана из раствора:All of the above allows to generally improve the technical and economic indicators of the sorption-desorption process of uranium extraction from solution:
- снижение единовременной загрузки ионита и его расхода;- reduction of a one-time load of ion exchanger and its consumption;
- сокращение расхода реагентов на десорбцию урана;- reduction of reagent consumption for uranium desorption;
- уменьшение количества технологического оборудования.- reduction in the number of technological equipment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138797/04A RU2385885C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138797/04A RU2385885C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2385885C1 true RU2385885C1 (en) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138797/04A RU2385885C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385885C1 (en) |
-
2008
- 2008-09-29 RU RU2008138797/04A patent/RU2385885C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Химия урана. Под ред. Б.Н.ЛАСКОРИНА. - М.: Наука, с.58-63. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chassary et al. | Palladium and platinum recovery from bicomponent mixtures using chitosan derivatives | |
CN104292383A (en) | Gallium-adsorbing chelating resin and preparation method thereof | |
Mitreva et al. | Iron (II) ion imprinted polymer for Fe (II)/Fe (III) speciation in wine | |
CN107262073A (en) | A kind of cadmium sorption agent and its preparation method and application | |
CN103923249B (en) | One class contains chelating resin of vicinal hydroxyl groups hydroxy-acid group and its preparation method and application | |
CN102863579B (en) | Barbituric acid chelating resin and preparation method and application thereof | |
JP2010504377A (en) | Ion exchange resins and methods for their use | |
Dolak | Ion imprinted affinity Cryogels for the selective adsorption uranium in real samples | |
US3134814A (en) | Method of separating non-ionized organic solutes from one another in aqueous solution | |
Balanovsky et al. | Synthesis and properties of strongly basic acrylate polyfunctional anion-exchange resin for uranium extraction | |
CN104356298A (en) | Solid phase imprinted double-position extraction agent for copper (II) and preparation method of extraction agent | |
RU2385885C1 (en) | Pyridine ionite for sorbing uranium from solutions and pulp | |
CA2316676A1 (en) | Process for preparing monodisperse anion exchangers having strongly basic functional groups | |
Rivas et al. | Capability of cationic water‐soluble polymers in conjunction with ultrafiltration membranes to remove arsenate ions | |
RU2294392C1 (en) | Method of extraction of rhenium from the solutions | |
Zhu et al. | Effects of co-ion initial concentration ratio on removal of Pb 2+ from aqueous solution by modified sugarcane bagasse | |
CN107572557A (en) | Salt slag refined highly effective combined depth processing method | |
CN111437891A (en) | Anion exchange resin and preparation method and application thereof | |
AU2016295009A1 (en) | Novel aluminum-doped, iminoacetic acid group-containing chelate resins | |
CN113952940B (en) | Preparation method of surface imprinting microsphere adsorption material for selectively removing Sb ions | |
CN115121006A (en) | Method for removing nickel and cadmium impurities from cobalt sulfate solution | |
CN111153466B (en) | Method for treating uranium-containing wastewater by utilizing ion exchange resin | |
Ren et al. | Preparation of zirconium oxy ion-imprinted particle for the selective separation of trace zirconium ion from water | |
CN103011184A (en) | Attapulgite particle with aromatic tertiary amine structure on surface and preparation method of attapulgite particle | |
RU2226177C2 (en) | Method of sorption recovery of uranium from solutions and pulps |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190930 |