RU2699631C2 - Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота - Google Patents

Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота Download PDF

Info

Publication number
RU2699631C2
RU2699631C2 RU2018104788A RU2018104788A RU2699631C2 RU 2699631 C2 RU2699631 C2 RU 2699631C2 RU 2018104788 A RU2018104788 A RU 2018104788A RU 2018104788 A RU2018104788 A RU 2018104788A RU 2699631 C2 RU2699631 C2 RU 2699631C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crown
gold
sorbent
carrier
sorption
Prior art date
Application number
RU2018104788A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018104788A (ru
RU2018104788A3 (ru
Inventor
Анастасия Александровна Выдыш
Илларион Игоревич Довгий
Николай Алексеевич Бежин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Сорбентэкс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Сорбентэкс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Сорбентэкс"
Priority to RU2018104788A priority Critical patent/RU2699631C2/ru
Publication of RU2018104788A publication Critical patent/RU2018104788A/ru
Publication of RU2018104788A3 publication Critical patent/RU2018104788A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699631C2 publication Critical patent/RU2699631C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3214—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов для извлечения ионов золота из солянокислых растворов. Предложен способ получения сорбента, содержащего краун-эфир на носителе, предназначенного для сорбции золота из солянокислых растворов с концентрацией соляной кислоты 0,1-0,3 моль/л. Способ предусматривает подготовку носителя, обработку подготовленного носителя раствором бензо-15-краун-5 в хлороформе или метаноле в присутствии в качестве разбавителя нитробензола или без разбавителя, отгонку растворителя и сушку полученного сорбента. Изобретение обеспечивает получение сорбента с повышенным коэффициентом распределения золота. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов для извлечения ионов золота из солянокислых растворов. Может применяться для селективного извлечения золота из технологических растворов переработки полиметаллического сырья хлоридными методами, растворов переработки изделий радиоэлектроники, технических растворов гальванических производств, а также для извлечения изотопа Аи-198 для получения радиофармакологических препаратов.
Наиболее близкие аналоги предлагаемого изобретения перечислены ниже.
Известен способ получения сорбента - измельчение кристаллических цис-(4,4'-) и транс-(4,5'-) изомеров динитродибензо-18-краун-6 [Якшин В.В. Реакционная способность цис- и транс-изомеров динитро- и диаминозамещенных дибензо-18-краун-6 в процессах сорбции солей металлов / В.В. Якшин, О.М. Вилкова, Н.А. Царенко, А.Ю. Цивадзе // Доклады Академии Наук. - 2010. - Т. 430, №3. - С. 342-344.]. Недостатком приведенного аналога является высокий расход краун-эфира.
Известен способ получения сорбента - измельчение кристаллических 4-бромбензо-12-краун-4, бензо-15-краун-5,4-бромбензо-15-краун-5,4,5-дибромбензо-15-краун-5, 4,5-дибромдибензо-24-краун-8 [Якшин В.В. Краун-эфиры в экстракции и сорбции. I. Бромпроизводные бензо- и дибензокраун-эфиров в процессах сорбции элементов из кислых водных растворов / В. В. Якшин, О.М. Вилкова, С.М. Плужник-Гладырь, С.А. Котляр // Макрогетероциклы. - 2010. - Т. 3, №2-3. - С. 114-120.]. Недостатком приведенного аналога является высокий расход краун-эфира.
Известен способ получения сорбентов на основе стирол-дивинилбензольного носителя Поролас-Т и 4,4'(5')-динитро-дибензо-24-краун-8 [Выдыш А.А. Извлечение золота (III) сорбентом на основе 4,4'(5')-динитро-дибензо-24-краун-8 / А.А. Выдыш, И.И. Довгий, А.Ю. Ляпунов // Ученые записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2015. - Т. 1 (67), №1. - С. 197-203.], которые являются прототипом предлагаемого изобретения. Их получают путем импрегнирования стирол-дивинилбензольного носителя Поролас-Т раствором 4,4'(5')-динитро-дибензо-24-краун-8 в хлороформе. Недостатками приведенного прототипа являются низкие коэффициенты распределения золота.
Задача предлагаемого изобретения заключается в получении сорбента на основе краун-эфира для извлечения золота.
Изобретение обеспечивает уменьшение вымывания краун-эфира из сорбционной системы с получением высоких коэффициентов распределения при извлечении ионов золота из солянокислых растворов.
Изобретение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Зависимость коэффициентов распределения золота от концентрации соляной кислоты для сорбентов на основе бензо-15-краун-5 и: 1 - октанола-1; 2-нитробензола; 3-спирта-теломера n3; 4 - ионной жидкости.
Фиг. 2 - Зависимость коэффициентов распределения золота от концентрации соляной кислоты для сорбентов, полученных без разбавителей, с различной концентрацией бензо-15-краун-5: 5 - 10%; 6 - 20%; 7 - 30%.
Импрегнируемый раствором краун-эфира в разбавителе носитель (матрицу) промывают дистиллированной водой, периодически перемешивая. В зависимости от задач извлечения могут использоваться носители различной природы: полимерные (стирол-дивинилбензольные, акрилатные и т.д.), неорганические (силикагель), композитные (SiO2-P). Далее, промывной раствор и носитель отделяют через фильтр. После сушат носитель при температуре 60 - 85 оС до установления постоянной массы.
Предварительно перед импрегнированием носитель обрабатывают метанолом и ацетоном. Сорбент и метанол механически встряхивают, а затем отделяют через фильтр. Операцию обработки метанолом повторяют три раза. После чего частицы сорбента аналогично обрабатывают ацетоном для улучшения их поверхностной активности и повышения сродства с краун-эфиром. Также возможно использование для импрегнирования необработанного метанолом и ацетоном носителя.
Высушенный носитель перемешивают в роторном испарителе при температуре до 60оС с раствором бензо-15-краун-5 и разбавителя (октанола-1, нитробензола) в органическом растворителе (метаноле, хлороформе, гексане и т.д.) или бензо-15-краун-5 в органическом растворителе (без разбавителя). Именно, использованием бензо-15-краун-5 достигается технический результат.
Далее отгоняют растворитель, повышая температуру в роторном испарителе до температуры кипения растворителя, либо с помощью вакуумной перегонки. После продукт сушат при комнатной температуре до установления постоянной массы. Получают готовый сорбент.
Физические свойства полученного сорбента (показатели варьируются в зависимости от типов носителей и растворителей, используемых для получения сорбентов): цвет сорбента от снежно-белого до темно-желтого, размер частиц 150 - 1600 мкм, плотность 1-1,3 г/см3; площадь поверхности 800 - 900 м2/г.
Далее приведены примеры реализации способа:
Пример 1. Сравнение сорбентов на основе бензо-15-краун-5 (Б15К5) и различных разбавителей (октанола-1, нитробензола, спирта-теломера n3, ионной жидкости) при сорбции золота в статических условиях.
Сорбцию проводили путем смешивания 10 мл исследуемого раствора с 0,1 г полученного сорбента. Исследуемые растворы представляли собой солянокислые растворы с содержанием ионов золота 5 мг/л. Полученные системы, периодически перемешивая, выдерживали в течение 48 ч. Время установления равновесия для сорбентов данного типа составляет 24-48 ч. После чего сорбент и исследуемый раствор разделяли фильтрованием. Каждый опыт повторяли не менее трех раз.
Точные значения концентраций золота в исходных и равновесных растворах определяли на атомно-абсорбционных спектрофотометрах Сатурн-4 ЭПАВ и С-115М в пламени «ацетилен-воздух» атомно-абсорбционным методом.
Коэффициент распределения, емкость сорбента и степень извлечения рассчитывали по формулам, соответственно:
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
, где С0 - исходная концентрация металла, мг/л; С - равновесная концентрация металла, мг/л; V - объем исходного раствора, мл; m - масса сорбента, г; отношение V/m=100 мл/г постоянно во всех экспериментах; М - молярная масса металла, г/моль; 10-3 - коэффициент, переводящий объем рабочего раствора из мл в л.
Были получены следующие результаты, представленные в табл.1 и на фиг. 1.
Figure 00000004
Установлено, что сорбенты на основе нитробензола более эффективны, по сравнению с сорбентами на основе октанола-1, спирта-теломера n3, ионной жидкости.
Наилучшие показатели сорбции для сорбентов на основе октанола-1, нитробензола, ионной жидкости наблюдаются при извлечении золота из 0,1 М солянокислых растворов, на основе спирта-теломера - из 1 М солянокислых растворов.
Пример 2. Сравнение сорбентов, полученных без разбавителей, с различной концентрацией Б15К5 при сорбции золота в статических условиях.
Сорбцию золота и определение концентрации золота вели аналогично примеру 1.
Были получены следующие результаты, представленные в табл.2 и на фиг. 2.
Figure 00000005
Установлено, что для сорбентов, полученных без разбавителей, наилучшие показатели сорбции наблюдаются при извлечении золота из 3 М солянокислых растворов.
Сорбент, содержащий 30% Б15К5, извлекает более 90% золота из солянокислых растворов во всем изученном диапазоне концентрацией.
При сравнении сорбентов на основе разбавителей (из примера 1) и сорбентов без разбавителей (из примера 2) установлено, что наилучшие показатели сорбции имеют сорбенты без разбавителя, содержащие 20 - 30% Б15К5.
Пример 3. Сравнение сорбентов на основе Б15К5, нитробензола и различных носителей (стирол-дивинилбензольного LPS-500, гидрофобизированного силикагеля) при сорбции золота в статических условиях.
Сорбцию золота вели аналогично примеру 1 из растворов с концентрацией золота 5 мг/л и концентрацией соляной кислоты 0,1 М. Определение концентрации кобальта вели аналогично примеру 1.
Были получены следующие результаты, представленные в табл. 3.
Полученные результаты показывают, что для сорбентов на основе стирол-дивинилбензольного носителя LPS-500 предварительная отмывка носителя метанолом и ацетоном приводит к увеличению сорбционных характеристик сорбента. Для гидрофобизированного силикагеля отмывка органическими растворителями не требуется, т.к. приводит к ухудшению сорбционных характеристик.
Наилучшие показатели сорбции наблюдаются у сорбента на основе стирол-дивинилбензольного носителя LPS-500, отмытого метанолом и ацетоном.
Figure 00000006
*LPS-500 - стирол-дивинилбензольный носитель (размер частиц 150 - 250 мкм). ГС - гидрофобизированный силикагель (размер частиц 250 - 500 мкм).
Пример 4. Сравнение сорбентов на основе LPS-500, Б15К5 и нитробензола, полученных с использованием различных растворителей (хлороформа, метанола), при сорбции золота в статических условиях.
Сорбцию золота вели аналогично примеру 1 из растворов с концентрацией золота 5 мг/л и концентрацией соляной кислоты 0,1 М. Определение концентрации кобальта вели аналогично примеру 1.
Были получены следующие результаты, представленные в табл. 4.
Figure 00000007
Установлено, что сорбенты, полученные с использованием хлороформа,
имеют лучшие сорбционные характеристики извлечения золота, чем сорбенты на
основе метанола.
Пример 5. Селективность сорбции золота сорбентом на основе 1 М раствора Б15К5 в нитробензоле и сорбентом на основе 30% Б15К5 (без разбавителя).
Сорбцию металлов (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Al3+, Pb2+, Mn2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Ag+, Cd2+, Au3+) вели аналогично примеру 1 из растворов с концентрацией каждого металла 10 мг/л и концентрацией соляной кислоты 0,1 М.
Точные значения концентраций металлов в исходных и равновесных растворах определяли на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой модели PlasmaQuant MS Elite.
Коэффициент разделения металлов рассчитывали по формуле:
Figure 00000008
где KpAu - коэффициент распределения золота, мл/г; KpMe - коэффициент распределения исследуемого на селективность металла, мл/г.
Были получены следующие результаты, представленные в табл. 5.
Figure 00000009
Figure 00000010
Установлено, что сорбент на основе 1 М раствора Б15К5 в нитробензоле и сорбент на основе 30% Б15К5 (без разбавителя) проявляют селективность по отношению к золоту. Коэффициенты распределения остальных изученных на селективность металлов меньше на два и более порядка.

Claims (2)

1. Способ получения сорбента, содержащего краун-эфир на носителе, предназначенного для сорбции золота из солянокислых растворов с концентрацией соляной кислоты 0,1-0,3 моль/л, предусматривающий подготовку носителя, обработку подготовленного носителя при нагревании и перемешивании раствором бензо-15-краун-5 в хлороформе или метаноле в присутствии в качестве разбавителя нитробензола или без разбавителя, отгонку растворителя и сушку полученного сорбента до постоянной массы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подготовка носителя включает его промывку дистиллированной водой, сушку до постоянной массы, обработку метанолом, обработку ацетоном и высушивание.
RU2018104788A 2018-02-07 2018-02-07 Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота RU2699631C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104788A RU2699631C2 (ru) 2018-02-07 2018-02-07 Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104788A RU2699631C2 (ru) 2018-02-07 2018-02-07 Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018104788A RU2018104788A (ru) 2019-08-07
RU2018104788A3 RU2018104788A3 (ru) 2019-08-07
RU2699631C2 true RU2699631C2 (ru) 2019-09-06

Family

ID=67586448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104788A RU2699631C2 (ru) 2018-02-07 2018-02-07 Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699631C2 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1028005A1 (ru) * 1981-09-04 1984-10-30 Laskorin B N Способ извлечени золота и серебра из водных растворов
RU2636482C1 (ru) * 2016-10-04 2017-11-23 Николай Алексеевич Бежин Способ получения сорбентов на основе носителей и краун-эфиров и 1,1,7-тригидрододекафторгептанола-1 как разбавителя

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1028005A1 (ru) * 1981-09-04 1984-10-30 Laskorin B N Способ извлечени золота и серебра из водных растворов
RU2636482C1 (ru) * 2016-10-04 2017-11-23 Николай Алексеевич Бежин Способ получения сорбентов на основе носителей и краун-эфиров и 1,1,7-тригидрододекафторгептанола-1 как разбавителя

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бежин Н.А. и др. Селективность извлечения стронция сорбентом на основе ди-трет-бутилциклогексил-18-краун-6 и спирт-теломера 3. Сб. резисов докладов Международной научной конференции молодых ученый, аспирантов и студентов, Изотопы: технологии, материалы и применение, 19-23 сентября 2016, Томск, с. 59. *
Бежин Н.А. и др. Сорбенты на основе краун-эфиров: получение и применение для извлечения стронция, Успехи химии, 84 (12), 2015, с. 1270-1293. *
В.В. Якшин и др. Краун-эфиры в экстракции и сорбции. Бромпроизводные бензо- и дибензокраун-эфиров в процессах сорбции элементов из кислых водных растворов, Макрогетероциклы, 2010, 3 (2-3) с. 114-120. *
Выдыш А.А. и др. Влияние разбавителя краун-эфира на извлечение золота (III) из солянокислых растворов сорбентами на основе бензо-15-краун-5, Материалы Международной научной конференции молодых ученый, аспирантов и студентов, 30 октября-3 ноября, Томск, 2017, с. 80. *
Выдыш А.А. и др. Влияние разбавителя краун-эфира на извлечение золота (III) из солянокислых растворов сорбентами на основе бензо-15-краун-5, Материалы Международной научной конференции молодых ученый, аспирантов и студентов, 30 октября-3 ноября, Томск, 2017, с. 80. Бежин Н.А. и др. Селективность извлечения стронция сорбентом на основе ди-трет-бутилциклогексил-18-краун-6 и спирт-теломера 3. Сб. резисов докладов Международной научной конференции молодых ученый, аспирантов и студентов, Изотопы: технологии, материалы и применение, 19-23 сентября 2016, Томск, с. 59. Бежин Н.А. и др. Сорбенты на основе краун-эфиров: получение и применение для извлечения стронция, Успехи химии, 84 (12), 2015, с. 1270-1293. *
Выдыш А.А. и др. Извлечение золота (III) сорбентом на основе 4,4.(5)-динитро-бензо-24-краун-8, Ученые записки Крымского федерального университета, Серия: Биология, химия, т.1 (67), 2015, с.197-203. *
Выдыш А.А. и др. Извлечение золота (III) сорбентом на основе 4,4.(5)-динитро-бензо-24-краун-8, Ученые записки Крымского федерального университета, Серия: Биология, химия, т.1 (67), 2015, с.197-203. В.В. Якшин и др. Краун-эфиры в экстракции и сорбции. Бромпроизводные бензо- и дибензокраун-эфиров в процессах сорбции элементов из кислых водных растворов, Макрогетероциклы, 2010, 3 (2-3) с. 114-120. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018104788A (ru) 2019-08-07
RU2018104788A3 (ru) 2019-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zein et al. Removal of Pb (II), Cd (II) and Co (II) from aqueous solution using Garcinia mangostana L. fruit shell
CN105149011B (zh) 绿泥石介孔复合材料和负载型催化剂及其制备方法和应用以及环己酮甘油缩酮的制备方法
CN108217680B (zh) 合成丝光沸石mor分子筛的方法、及其产品和应用
Eom et al. Biosorption of mercury (II) ions from aqueous solution by garlic (Allium sativum L.) powder
CN103130298B (zh) 一种含辛烯基琥珀酸废水的吸附处理方法
CN111875650B (zh) 一种硼酸功能化树脂的制备及其应用
CN102539548A (zh) 一段法纯化环境基质萃取液中二恶英类物质的方法及装置
CN108802223B (zh) 一种测定瓜果中9种植物生长调节剂残留量的方法
RU2699631C2 (ru) Способ получения сорбентов на основе бензо-15-краун-5 для извлечения золота
CN104083534A (zh) 油茶籽壳原花青素的制备方法
CN111019147A (zh) 一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用
EP2771107A1 (de) Verfahren zur herstellung eines geträgerten silberkatalysators
CN109338120B (zh) 硫氰酸铵-溴化十六烷基吡啶-水体系浮选分离金的方法
CN107744796B (zh) 一种用于水体中铀提取的吸附剂及其制备方法
Aboufazeli et al. Novel Cd (II) ion imprinted polymer coated on multiwall carbon nanotubes as a highly selective sorbent for cadmium determination in food samples
WO2005035544A8 (en) Oxaliplatin with a low content of accompanying impurities and a method for preparation thereof
CN105924420B (zh) 从油茶叶中提取槲皮素及根皮素的方法
CN105688834B (zh) 一种钼离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用
CN109909512A (zh) 一种银纳米线及其绿色宏量制备方法
CN110508252B (zh) 一种用于吸附汞的磁性金属有机骨架材料的制备方法
RU2636482C1 (ru) Способ получения сорбентов на основе носителей и краун-эфиров и 1,1,7-тригидрододекафторгептанола-1 как разбавителя
CN109464981A (zh) 磁性纳米材料制备方法、采用该磁性纳米材料为模拟移动床固定相分离硼同位素的方法
Chakrabarty et al. Removal of iron (II) ion from aqueous solution using waste tea leaves
CN106140078B (zh) 一种双金属芳烃吸附剂的制备方法
Toribio et al. Pilot‐scale ion‐exchange centrifugal partition chromatography: Purification of sinalbin from white mustard seeds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200208