анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп

Классы МПК:C08F212/36 дивинилбензол
C08F8/30 введение атомов азота или азотсодержащих групп
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-07-01
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к аниониту смешанной основности, который может быть использован для извлечения благородных металлов из гидрометаллургических цианидных растворов и пульп. Описан анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и ди-бензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп. Технический результат - улучшение технико-экономических показателей сорбционного извлечения благородных металлов из цианидных растворов и пульп. 3 табл.

Формула изобретения

Анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и ди-бензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп.

Описание изобретения к патенту

Заявляемый анионит относится к гидрометаллургическим сорбентам и может быть использован для извлечения благородных металлов из гидрометаллургических цианидных растворов и рудных пульп.

Известен анионит смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, содержащий слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные бензилтриметиламмониевые функциональные группы (Б.Н.Ласкорин, В.И.Вялков, В.В.Доброскокин «Сорбционная технология в гидрометаллургии золота» в кн. «Гидрометаллургия золота». М.: изд. Наука, 1980, с.76-78). Известный анионит имел недостаточную селективность по золоту и серебру.

Известны также другие аниониты смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, применяемые для сорбции золота и серебра из цианидных сред: АМ-2Б, Россион 12, Purolite A 100/2412. Измененный состав функциональных групп (слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные дибензилдиметиламмониевые) позволил повысить селективность по благородным металлам (Справочник « Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки» под ред. акад. Б.Н.Ласкорина. М.: ВНИИХТ, 1989; В.В.Шаталов, В.В.Доброскокин, Н.В.Балановский и др. в кн. «Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов» под. ред. проф., д.т.н. М.И.Фазлуллина, т.2. «Золото», с.125-135). Вышеуказанные аниониты имеют недостаточные для настоящего уровня требований к сорбентам, используемым в гирометаллургии золота, показатели по емкости и селективности.

Наиболее близким к заявляемому аниониту по технической сущности и достигаемому результату является пористый стиролдивинилбензольный анионит АМ-2Б со слабоосновными (НОГ) бензилдиметиламинными и сильноосновными (СОГ) дибензилдиметиламмониевыми функциональными группами, который применяется в гидрометаллургическом производстве сорбционного извлечени золота и серебра из цианидных сред сложного состава (Б.Н.Ласкорин, Г.Н.Садовникова, Л.Н.Петрова, В.Д.Федоров «Селективные по золоту иониты», Журнал прикладной химии, т.47, № 8, 1974 г., с.1747-1750). Анионит АМ-2Б является признанным экспертным сорбентом по качеству материалов, предлагаемых для сорбции благородных металлов из цианидных пульп. Однако наряду с такими достоинствами, как высокие скорость насыщения, прочность и устойчивость к отравлению, обеспечивающие долговечность работы, анионит АМ-2Б имеет следующие недостатки:

- относительно невысокая весовая (мг/г) и, особенно, объемная (мг/мл) емкость по золоту и серебру;

- недостаточная селективность, уступающая селективности некоторым видам активированных углей, также используемых в гидрометаллургии золота.

Технический результат заключается в устранении вышеуказанных недостатков.

Это достигается тем, что предложен анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и дибензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп.

Заявляемый анионит имеет более высокую плотность по сравнению с прототипом, что характеризуется снижением показателей удельного объема и пористости. Однако благодаря особому строению полимерной основы, состоящей из нескольких взаимопроникающих сетчатых структур и имеющей высокую проницаемость, сорбционные показатели заявляемого анионита по емкости и селективности по золоту и серебру при извлечении из цианидных сред значительно превосходят сорбционные показатели прототипа,

В примерах представлены сравнительные характеристики образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2Б в различных условиях извлечения благородных металлов из цианидных сред.

Пример 1. Определение статической обменной емкости (СОЕ) заявляемого сорбента и взятого для получения сравнительных данных анионита АМ-2Б (прототип), проводили на модельном растворе, близком по составу к реальным производственным золотосодержащим растворам, получаемым при выщелачивании золотосодержащих руд, мг/л: Аu 3.0; Fe 8.8; Сu 15.0; Zn 4.9; Ni 3.0; цианид натрия 400,0; рН 10,5.

Сорбцию проводили в стаканах с механическим перемешиванием пропеллерными мешалками при соотношении сорбент:раствор, равном 1:5000, при 18-20°С и продолжительности контакта 24 часа. Анализ насыщенных анионитов производили атомно-адсорбционным методом после мокрого сжигания навесок сорбентов. Селективность сорбентов определяли как отношение емкости насыщения по золоту к суммарной емкости по металлам-примесям.

Таблица 1
Сравнительные характеристики и данные по емкости и селективности по золоту образцов заявляемого анионита
Характеристика образцов АМ-2Б Образцы заявляемого ионита
Содержание дополнительно анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
введенного сетчатого полимера, % -30 5075
Полная обменная емкость поанионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
Cl-иону, в мг-экв/г 3,83,65 3,5анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 3,5
Содержание СОГ, в %17,6 18,116,6 18,4
Удельный объем при набухании анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
в дистиллированной воде, 3,02,5 2,312,17
в мл/г анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
Пористость, в % 227 3,154,2
Механическая прочность, в %99,6 98,999,5 100
Емкость по:анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
золоту, в мг/г9,9 11 14,414,9
в мг/мл 3,34,4 6,236,87
меди, в мг/г 3,1 2,20,6 2,4
цинку, в мг/г8,8 4,51,3 6,75
железу, в мг/г5,5 2,430,2 2,6
никелю, в мг/г0,7 1,42 1,8
Суммарная емкость по примесям, анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 24,1 10,53 4,113,55
в мг/г анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
Селективность по золоту 0,411,05 3,51,1

Приведенные данные показывают превышение сорбционных показателей заявляемого анионита над показателями прототипа:Весовая емкость по золоту (в мг/г) образцов, характеризуемых введением дополнительного сетчатого полимера, превышает емкость анионита АМ-2Б в 1,1-1,45 раз, при том, что такие показатели сорбентов, как объемная емкость (мг/мл) и селективность, определяющие технологические параметры процессов сорбции золота, выше, чем у анионита АМ-2Б в 1,3-2,08 в 2,5-8,5 раз, соответственно.

Пример 2. Сорбционные характеристики заявляемого анионита при одновременном извлечении золота и серебра получены пр контакте с модельным раствором следующего содержания, мг/л: Аu 4.2; Ag 25.0; Fe 1.0; Сu 35.2; Zn 7.0; Ni 1.2; цианид натрия 220,0; рН 9.7.

Сорбция проводилась в условиях примера 1. Одновременно была проведена сорбция из того же раствора анионитом АМ-2Б. Селективность сорбентов рассчитывали из отношения суммарной емкости анионитов по золоту и серебру к суммарной емкости по металлам - примесям.

Таблица 2
Сравнительные показатели по сорбции из золотосеребросодержащих растворов. образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2Б
Характеристика сорбентовАМ-2Б Образцы заявляемого ионита
Содержание дополнительно анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
введенного сетчатого полимера, % -30 5075
Емкость по золоту, мг/г11,5 14,015,0 13,1
мг/мл 3,83 5,66,4 6,03
Емкость по серебру, мг/г 6,414,7 16,615,1
мг/мл 2,15,88 4,196,95
Суммарная емкость по благородныманионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
металлам, мг/г17,9 28,7 34,628,2
Емкость, в мг/г, по:анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
меди4,2 5,12,6 4,1
цинку 8,4 3,71,5 3,0
железу 0,8 0,80,1 1,1
никелю 0,36 0,240,23 0,3
Суммарная емкость по примесям, мг/г анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 13,79 9,84 4,488,46
Селективность 1,3 2,927,05 4,0

При сорбции из золотосеребросодержащих растворов заявляемый анионит превосходит анионит АМ-2Б в 1.1-1.3 раз по сорбционной емкости по золоту (в весовых единицах (мг/г) и в 1.5-1.7 раза в объемных (мг/мл).; по серебру.в 2.3-2.6 раза (в мг/г) и в 3.28-3.5 раза (в мг/мл); по селективности в 1.3-5.4 раза.

Пример 3. Для получения сравнительных данных по кинетике насыщения анионита АМ-2Б и образца заявляемого анионита была использована методика тонкослойной постели сорбента в колонках высотой 80 мм и диаметром 10 мм, приближающая к условиям промышленного противоточного непрерывного процесса.

Технологический раствор после фильтрации цианидных пульп, состава, мг/л: Аu 3.5; Ag 19.0; Сu 29.0; Zn 5.5; Fe 10.1; цианид натрия 400,0; рН 10-11 пропускали через слой в 2-3 мм сорбента со скоростью 200 мл/час. По истечении заданного времени сорбент отмывали водой, высушивали и после проведения «мокрого» сжигания навесок анализировали атомно-адсорбционным методом. Полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3
Сравнительные данные по кинетике сорбции золота, серебра и металлов-примесей заявляемого анионита и анионита АМ-2Б
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 Время анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 Емкость насыщения сорбентов, МГ/Г
Сорбентсорбции, часАu AgСu ZnFe Ni
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 2 2,34,73 2,802,00 2,600,15
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 4 3,05,93 3,412,36 2,640,20
АМ-2Б 84,78 6,204,00 4,902,81 0,36
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 12 6,727,00 4,925,91 2,700,36
анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 24 10,317,20 4,667,90 2,900,60
Анионит 24,44 7,850,65 0,860,66 0,03
с 50%4 5,609,60 0,911,86 0,810,05
дополни- 87,30 11,701,21 2,000,91 0,09
тельно 12 8,6113,60 1,472,33 1,400,10
введен- 2417,2 15,172,66 2,832,40 0,18
ного сет-анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
чатогоанионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
полиме-анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792
раанионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792 анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов   из цианидных растворов и пульп, патент № 2435792

Таким образом, судя по приведенным данным, заявляемый анионит является более эффективным сорбентом для процесса извлечения благородных металлов из цианидных сред, чем прототип, превосходя его по емкостным показателям, как весовым, так и объемным, и по селективности, и не уступая в скорости насыщения.

Вышеперечисленное позволяет улучшить технико-экономические показатели сорбционного извлечения благородных металлов из цианидных сред:

- снизить единовременную загрузку сорбента;

- уменьшить количество аппаратов;

- сократить объем растворов, подаваемых на аффинаж;

- улучшить условия разделения благородных металлов и примесей.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2435792

patent-2435792.pdf

Класс C08F212/36 дивинилбензол

частица с дезодорирующим действием -  патент 2430117 (27.09.2011)
способ получения карбоксильных катионитов -  патент 2391356 (10.06.2010)
способ получения пористых слабоосновных анионитов -  патент 2387673 (27.04.2010)
пиридиниевый ионит для сорбции урана из растворов и пульп -  патент 2385885 (10.04.2010)
способ получения карбоксильного катионита -  патент 2326130 (10.06.2008)
способ получения низкоосновных анионитов -  патент 2323944 (10.05.2008)
способ получения полигалоидных анионообменных смол -  патент 2266927 (27.12.2005)
способ получения сшитых полимеров -  патент 2219189 (20.12.2003)
способ получения пористых гранульных сополимеров -  патент 2131890 (20.06.1999)
непрерывный способ получения сульфокатионита -  патент 2085561 (27.07.1997)

Класс C08F8/30 введение атомов азота или азотсодержащих групп

полимеры, функционализированные имидными соединениями, содержащими защищенную аминогруппу -  патент 2516519 (20.05.2014)
полимеры, функционализированные гетероциклическими нитрильными соединениями -  патент 2494114 (27.09.2013)
функционализованный полимер и способы его получения и применения -  патент 2492189 (10.09.2013)
(co) полимеры n-глицидил-3-нитро-5-r-1,2,4-триазолов и способ их получения -  патент 2462480 (27.09.2012)
способ получения цианэтиловых эфиров полимеров винилового спирта -  патент 2436803 (20.12.2011)
пиридиниевый ионит для сорбции урана из растворов и пульп -  патент 2385885 (10.04.2010)
способ получения ионообменного материала на основе гидразида поли(мет)акриловой кислоты -  патент 2346956 (20.02.2009)
процесс получения фторполимера, имеющего нитрильные концевые группы -  патент 2346008 (10.02.2009)
полиалкенаминовая композиция, предназначенная в качестве присадки для топлива или смазочного материала, способ ее получения, состав топлива, состав смазочного материала и набор присадок, содержащий композицию, и применение композиции в качестве присадки для топливных составов или составов смазочных материалов -  патент 2337116 (27.10.2008)
высокомолекулярные производные камптотецинов -  патент 2315782 (27.01.2008)
Наверх