Разделение и концентрирование ионов металлов с использованием сорбента на основе поливинилимидазола
Аннотация
Цель работы – изучение свойств новых сорбционных материалов на основе поли-винилимидазола, сшитого тетраметилендибромидом и пентаметилендибромидом, со сте-пенью кватернизации 52 и 45 %, соответственно ПВИМ 1 и ПВИМ 2, по отношению к ионам благородных металлов, а также исследование возможности разделения и концен-трирования ионов благородных металлов.
Методом обратного кислотно-основного титрования ПВИМ 1 и ПВИМ 2 опреде-лены значения статической (0,86 и 1,50 ммоль/г, соответственно) и динамической
(0,57 и 1,17 ммоль/г, соответственно) обменной емкости изучаемых сорбентов по гидрок-сид-ионам. Равновесная степень набухания сорбентов в парах воды составила
0,30 и 0,34 (H2O)/г (сорбента) для ПВИМ 1 и ПВИМ 2, соответственно.
Исследовано влияние кислотности среды на сорбцию ионов золота(III), палладия(II) и платины(IV) из индивидуальных и многокомпонентных систем в статиче-ских условиях. Установлено, что исследуемые сорбенты в наибольшей степени извлекают ионы золота(III) и палладия(II) при pH более 1. Наиболее селективное извлечение палла-дия(II) наблюдается из сильнокислых сред (1–3 моль/дм3 HCl).
Исследована сорбция золота(III) и палладия(II) в присутствии ионов цинка(II),
кадмия(II), меди(II), кобальта(II), никеля(II). Установлено, что из солянокислых раство-ров (1–3 моль/дм3 HCl) помимо ионов благородных металлов в значительной степени из-влекаются ионы цинка(II), кадмия(II), что может быть объяснено образованием данными ионами устойчивых хлоридных комплексов. Показано, что наиболее селективное извле-чение ионов благородных металлов происходит из растворов со значением pH от 1 до 3.
Изучена кинетика сорбции ионов золота(III), палладия(II), цинка(II), кадмия(II), меди(II), кобальта(II), никеля(II) ПВИМ 1 и ПВИМ 2. Установлено, что равновесие в си-стеме «сорбент – раствор солей металлов» при pH = 2 устанавливается в течение 20 минут контакта фаз. Установлено, что исследуемые сорбенты в наибольшей степени извлекают ионы золота(III) и палладия(II) во всем исследуемом диапазоне времен контакта фаз. Также изучена кинетика сорбции из солянокислого раствора, содержащего 1 моль/дм3 HCl.
Изучено влияние кислотности среды на сорбцию палладия(II) и золота(III) ПВИМ 2 из растворов различного состава в динамических условиях. При pH = 2 сорбция ионов БМ протекает количественно и селективно, извлечение ионов сопутствующих ме-таллов незначительно. Установлено, что при проведении сорбции в динамическом режи-ме из раствора с концентрацией хлороводородной кислоты 1 моль/дм3 возможно разделе-ние ионов золота(III) и палладия(II).
Установлено, что использование в качестве регенеранта 1 %-го раствора тиомоче-вины в 2 моль/дм3 соляной кислоте позволяет добиться наиболее полной десорбции ионов благородных металлов с поверхности сорбентов в статическом и динамическом режимах сорбции.
Проведена апробация методик разделения ионов золота(III) и палладия(II) при по-мощи ПВИМ, а также методики сорбционно-спектроскопического определения содержа-ния серебра(I) и золота(III) в золотосеребряной руде.
Методом обратного кислотно-основного титрования ПВИМ 1 и ПВИМ 2 опреде-лены значения статической (0,86 и 1,50 ммоль/г, соответственно) и динамической
(0,57 и 1,17 ммоль/г, соответственно) обменной емкости изучаемых сорбентов по гидрок-сид-ионам. Равновесная степень набухания сорбентов в парах воды составила
0,30 и 0,34 (H2O)/г (сорбента) для ПВИМ 1 и ПВИМ 2, соответственно.
Исследовано влияние кислотности среды на сорбцию ионов золота(III), палладия(II) и платины(IV) из индивидуальных и многокомпонентных систем в статиче-ских условиях. Установлено, что исследуемые сорбенты в наибольшей степени извлекают ионы золота(III) и палладия(II) при pH более 1. Наиболее селективное извлечение палла-дия(II) наблюдается из сильнокислых сред (1–3 моль/дм3 HCl).
Исследована сорбция золота(III) и палладия(II) в присутствии ионов цинка(II),
кадмия(II), меди(II), кобальта(II), никеля(II). Установлено, что из солянокислых раство-ров (1–3 моль/дм3 HCl) помимо ионов благородных металлов в значительной степени из-влекаются ионы цинка(II), кадмия(II), что может быть объяснено образованием данными ионами устойчивых хлоридных комплексов. Показано, что наиболее селективное извле-чение ионов благородных металлов происходит из растворов со значением pH от 1 до 3.
Изучена кинетика сорбции ионов золота(III), палладия(II), цинка(II), кадмия(II), меди(II), кобальта(II), никеля(II) ПВИМ 1 и ПВИМ 2. Установлено, что равновесие в си-стеме «сорбент – раствор солей металлов» при pH = 2 устанавливается в течение 20 минут контакта фаз. Установлено, что исследуемые сорбенты в наибольшей степени извлекают ионы золота(III) и палладия(II) во всем исследуемом диапазоне времен контакта фаз. Также изучена кинетика сорбции из солянокислого раствора, содержащего 1 моль/дм3 HCl.
Изучено влияние кислотности среды на сорбцию палладия(II) и золота(III) ПВИМ 2 из растворов различного состава в динамических условиях. При pH = 2 сорбция ионов БМ протекает количественно и селективно, извлечение ионов сопутствующих ме-таллов незначительно. Установлено, что при проведении сорбции в динамическом режи-ме из раствора с концентрацией хлороводородной кислоты 1 моль/дм3 возможно разделе-ние ионов золота(III) и палладия(II).
Установлено, что использование в качестве регенеранта 1 %-го раствора тиомоче-вины в 2 моль/дм3 соляной кислоте позволяет добиться наиболее полной десорбции ионов благородных металлов с поверхности сорбентов в статическом и динамическом режимах сорбции.
Проведена апробация методик разделения ионов золота(III) и палладия(II) при по-мощи ПВИМ, а также методики сорбционно-спектроскопического определения содержа-ния серебра(I) и золота(III) в золотосеребряной руде.