Изучение возможности регенерации волокон ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ.

Сорбцию проводили в статических условиях при температуре 20±1°С, масса волокна составила 0,100±0,002г. рН составляла 1,0±0,1. Концентрация палладия 2,13 мг/мл. Концентрацию палладия определяли по методике 2.2.1. Объем составлял 20 мл. Сорбцию определяли по отношению количества палладия до и после сорбции. Десорбцию проводили при температуре 20±1°С, масса волокна составила 0,100±0,002г. Объем составлял 20 мл.

Была исследована возможность десорбции палладия, следующими растворами:

Соляная кислота концентрированная;

Соляная кислота раствор 6н;

Соляная кислота 0,5н;

Гидроксид аммония концентрированный;

10% раствор тиомочевины в 0,5н соляной кислоте.

После регенерации волокна сжигали при температуре 950ºС в течении 3-4 часов и определяли концентрацию палладия по методике 2.2.1.

По полученным результатам рассчитаны массы сорбированного и десорбированного палладия. Результаты представлены в таблице 9.

 

Таблица 9. Регенерация волокон

Элюент	Волокно	М,мг до	М,мг после	Регенерация, %
10% раствор тиомочевины в 0,5н HCl	цм-а2	10,08	1,08	89,3
	мтилон-т	16,03	1,64	89,7
	ВАГ	11,27	1,05	90,7
Аммиак концентрированный	цм-а2	9,49	1,53	83,9
	мтилон-т	17,82	13,11	26,4
	ВАГ	11,27	0,75	93,3
12н HCl(концентрированный)	цм-а2	11,27	6,15	45,5
	мтилон-т	13,06	11,50	12,0
	ВАГ	9,49	0,00	100,0
6н HCl	цм-а2	8,89	6,74	24,3
	мтилон-т	14,25	13,58	4,7
	ВАГ	13,06	7,03	46,1
0,5н HCl	цм-а2	8,89	7,52	15,5
	мтилон-т	14,25	13,88	2,6
	ВАГ	11,87	9,71	18,2

 

Результаты десорбции палладия показывают, что для волокна ЦМ-А2 хорошим элюентом является 10% раствор тиомочевины в 0,5н соляной кислоте и гидрооксид аммония концентрированный, десорбция палладия составила 89,3% и 83,9% соответственно. Соляной кислотой удается десорбировать от 45% до 15% в зависимости от концентрации.

С волокна Мтилон-Т количественно десорбировать палладий удается лишь 10% раствором тиомочевины в 0,5н соляной кислоте, в остальных случаях десорбция не превышает 26%.

Для волокна ВАГ количественно десорбировать палладий возможно 10% раствором тиомочевины в 0,5н соляной кислоте, гидрооксидом аммония концентрированным и концентрированной соляной кислотой, но при использовании последней волокно разрушается. Десорбция палладия составила 90,7%, 93,3% и 100% соответственно. При уменьшении концентрации соляной кислоты величина десорбции падает.

 

Выводы

 

1. Волокна ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ можно использовать для сорбции палладия из хлоридных растворов.

2. По изотермам сорбции палладия волокнами ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ установлено, что на волокне Мтилон-Т сорбционная емкость больше, чем на волокне ЦМ-А2 и ВАГ и составляет 2,92 ± 0,1 мг-экв/г, 2,13 ± 0,1 мг-экв/г и 2,02 ± 0,1 мг-экв/г соответственно.

3. Рассчитаны термодинамические параметры процессов сорбции. Значения энтропии и энтальпии способствуют самопроизвольному процессу сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ.

4. По кинетическим кривым было установлено, что максимальная сорбция палладия достигается на волокне ВАГ и ЦМ-А2 за 4 часа, а на волокне Мтилон-Т за 6 часов.

5. Из кинетических зависимостей Вτ-τ, -ln(1-F) установлено, что лимитирующей стадией кинетики сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ является смешанная диффузия. Что подтверждается рассчитанными значениями энергиями активации.

6. 10% раствор тиомочевины в 0,5н соляной кислоте позволяет десорбировать палладий с волокон ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ на 89-91%.

Литература

 

1. Лебедев К.Б., Казанцев Е.И., Розманов В.М., Пахолков В.С., Чемезов В.А. Иониты в цветной металлургии. М.; "Металлургия", 1975. 352с.

2. Гельферих Ф. Иониты. М., Издатлит. 1962. 490с.

3. Полянский Н.Г. Методы исследования ионитов. М.,”Химия”, 1976.208с.

4. Салдадзе К.М. Ионообменные высокомолекулярные соединения. М., Госхимиздат, 1960. 355с.

5. Салдадзе К.М., Ионнообменные материалы.

6. Зверев М.П. Хемосорбционные волокна. М., ”Химия”, 1981.191с.

7. Лурье А.А. Сорбенты и хроматографические носители. М., ”Химия”, 1972.320с.

8. Мясоедова Г.В., Савин С.Б. Хелатообразующие сорбенты. М., ”Наука”, 1984.173с.

9. Салдадзе К.М., Пашков В.А., Титов В.С., Ионообменные высокомолекулярные соединения, М.; Госхимиздат, 1960. 355с.

10. ЖАХ, 1976, №4, с.742-745

11. Копылова В.Д., Погодина Т.Б., Клюев Н.В. ЖФХ, 1990, № 3, с. 724-728

12. Анпилогова Г.Р., Афзалетдинова Н.Г., Хисамутдинов Р.А., Муринов Ю.И., ЖНХ, 1998, т.71, вып. 8, с. 1286-1291

13. Горленко Л.Е., Емельянова Г.И., Зверев М.П. и др., ЖФХ, 1993, т.67, №9

14. Анпилогова Г.Р., Алеев Р.С., Афзалетдинова Н.Г. и др., ЖНХ, 1995, т.40, №3, с. 466-471

15. Симанова С.А., Бурмистрова Н.М., Казакевич Ю.Е. и др., ЖПХ, 1996, т.69, вып. 5, с.772-777

16. Симанова С.А., Кузнецова Т.В., Беляев А.Н. и др., ЖПХ, 1999, т.72, вып.8, с.1276-1281

17. Симанова С.А., Князьков О.В., Беляев А.Н. и др., ЖПХ, 1998, т.71, вып.2, с.220-226

18. Симанова С.А., Кукушкин Ю.Н, Известия ВУЗов ХиХТ, 1986, т.29, №5, с.3-14

19. Симанова С.А., Кузнецова Т.В., Беляев А.Н. и др., ЖПХ, 1999, т.72, вып.4, с.580-586

20. Бурмистрова Н.М., Симонова С.А., Тезисы докладов 17 Международного Черняевского Совещания по химии и технологии платиновых металлов, М.: 2001

21. Половкина Г.М., Салазкин С.Н., Малофеева Г.И. и др., ЖПХ, 1989, т.62, №2, с.337-341

22. Ковалев И.А., Цизин Г.И., Формановский А.А. и др., ЖНХ, 1995, т.40, №5, с. 828-833

23. Мясоедова Г.В., Антокольская И.И. и др. ЖАХ, 1974, т. 29, № 11, с. 2104-2108.

24. Шаулина Л.П., ЖФХ, 1982, №5, с.1212-1216

25. Мясоедова Г.В.,ЖАХ, 1988, т.43, №12, с. 2117.

26. Симанова С.А., Бурмистрова Н.М., ЖНХ, 1994, т.32, №2, с. 288.

27. Назаренко Р.М., ЖПХ, 1972, т.4, №2, с.342.

28. Химия и химическая технология. 1974, №2, 26с.

29. Оробинская В.А., Назаренко Р.М., Научные труды института ”Сибцветметниипроект”, Красноярск, 1973,105с.

30. Кузнецова Т.В.ЖАХ, 1982, №9, с. 1574.

31. Симанова С.А., Князьков О.В.ЖПХ, 1984, №11 с. 2464.

32. Симанова С.А., Бурмистрова Н.М., Казакевич Ю.Е. и др., ЖПХ, 1996, т.69, вып. 5, с.772-777

33. Бурмистрова Н.М., Казакевич Ю.Е. ЖАХ, 1974, №11, с.2142.

34. ЖФХ, 1984, т.48, №8, с. 1976.

35. Химия и химическая технология. 1976., Т.19, 97с.

36. Химия и химическая технология. 1986., Т.29, 3с.

37. Гинзбург С.И. и др., Аналитическая химия платиновых металлов, М.; Наука, 1972, 614с.

38. Креймер С.Е. и др. ЖАХ, 1960, № 15, с. 467

39. ГОСТ 10896-76, Иониты. Подготовка к испытанию.

40. ГОСТ 20255.1-89, Иониты. Методы определения статической обменной емкости.

41. ГОСТ 20255.2-89, Иониты. Методы определения динамической обменной емкости.

Приложение 1

 

Зависимость Вτ от F

Вτ*104	F	Вτ*102	F	Вτ	F
0,1	0,0035	30,00	0,059	60	0,65
0,2	0,0050	0,2	0,035	70	0,690
0,4	0,007	1,0	0,090	1,0	0,720
0,6	0,0083	2,0	0,125	1,2	0,775
0,8	0,0095	3,0	0,155	1,5	0,818
1,00	0,0105	4,0	0,180	2,0	0,865
1,5	0,0130	5,0	0,205	2,5	0,915
2,00	0,0153	6,0	0,225	3,0	0,956
3,00	0,0190	8,0	0,265	3,5	0,98
4,00	0,0228	10,0	0,3
5,00	0,0240	15,0	0,365
6,00	0,026	20,0	0,42
8,00	0,030	25,0	0,462
10,00	0,034	30	0,497
15,00	0,042	40	0,555
20,00	0,048	50	0,605

 

Приложение 2

 

Изучение зависимости сорбции палладия на волокнах от равновесной концентрации.

 

Статистические параметры: Р=0,95; N=3.

ЦМ-А2
Сравн, мг/мл	Сисх, мг/мл	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г		аср, мгэкв/г	S	W
1,60	2,10	1,46	2,13	2,13		1,91	0,02	3,15
1,18	1,69	1,57	1,91	2,25		1,91	0,03	4,84
0,75	1,24	1,94	1,78	1,78		1,83	0,02	3,04
0,41	0,78	1,40	1,40	1,40		1,40	0,00	0,00
0,26	0,61	1,38	1,27	1,27		1,30	0,03	3,66
0,09	0,35	0,98	0,98	0,95		0,97	0,02	2,15
Мтилон-Т
1,39	2,13	2,58	2,92		2,92	2,81	00,0	0,00
0,84	1,57	2,67	2,84		2,67	2,73	0,02	3,39
0,62	1,30	2,50	2,50		2,67	2,56	0,02	3,76
0,35	0,94	2,25	2,19		2,19	2,21	0,03	4,12
0,14	0,59	1,67	1,74		1,67	1,69	0,03	3,78
0,04	0,31	0,99	1,04		1,04	1,02	0,04	2,58
ВАГ
1,98	2,52	2,02	2,02		2,02	2,02	0,00	0,00
1,39	1,92	2,13	1,79		2,13	2,02	0,03	4,21
0,98	1,45	1,72	1,88		1,72	1,77	0,03	2,78
0,66	1,06	1,44	1,44		1,60	1,49	0,02	2,86
0,22	0,50	1,13	1,00		1,00	1,04	0,02	1,92
0,11	0,35	0,92	0,88		0,88	0,89	0,04	5,00

 

Приложение 3

 

Изучение зависимости сорбции палладия на волокнах от времени.

Статистические параметры: Р=0,95; N=3.

При 20˚С.

ЦМ-А2
Время,ч.	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	F	Bt	ln(1-F)
0,5	0,00	0,34	0,34	0,22	0,05	7,18	0,12	0,02	0,13
1	0,67	0,67	0,67	0,67	0,00	0,00	0,35	0,20	0,43
2	1,35	1,01	1,35	1,23	0,03	8,57	0,65	0,72	1,04
4	1,68	2,02	1,68	1,80	0,03	3,22	0,94	1,60	2,81
6	2,02	1,68	2,02	1,91	0,02	4,56	0,99	1,79	4,61
Мтилон-Т ЦМ-А2
0,5	0,45	0,11	0,45	0,34	0,03	4,44	0,13	0,02	0,13
1	0,79	1,12	0,45	0,79	0,03	9,38	0,29	0,13	0,35
2	1,46	1,46	1,80	1,57	0,03	5,71	0,58	0,58	0,88
4	2,47	2,13	2,13	2,24	0,05	4,34	0,83	1,24	1,80
6	2,80	2,80	2,13	2,58	0,06	8,57	0,96	1,67	3,18
8	2,47	2,80	2,80	2,69	0,01	2,21	0,99	1,79	4,61
ВАГ
0,5	0,67	0,34	0,34	0,45	0,01	5,57	0,22	0,07	0,25
1	1,01	1,01	1,01	1,01	0,03	7,32	0,50	0,41	0,69
2	1,68	1,35	1,68	1,57	0,04	3,64	0,78	1,07	1,50
4	1,68	2,02	2,02	1,91	0,03	6,51	0,95	1,62	2,90
6	2,02	2,02	2,02	2,02	0,00	0,00	0,99	1,79	4,61

 

При 45˚С.

ЦМ-А2
Время,ч.	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	F	Bt	ln(1-F)
0,5	0,45	0,45	0,11	0,34	0,02	3,15	0,18	0,04	0,19
1	1,12	0,78	0,78	0,90	0,03	4,84	0,47	0,36	0,63
2	1,46	1,46	1,46	1,46	0,00	0,00	0,76	1,03	1,45
3	2,13	1,79	1,79	1,91	0,00	0,00	0,98	1,75	3,91
4	1,80	1,80	2,13	1,91	0,03	3,66	0,99	1,79	4,61
Мтилон-Т
0,5	0,45	0,45	0,11	0,34	0,03	4,21	0,12	0,02	0,13
1	0,79	0,45	1,12	0,79	0,03	2,78	0,29	0,13	0,34
2	1,46	1,12	1,46	1,35	0,02	2,86	0,49	0,40	0,67
4	2,47	2,13	2,13	2,24	0,02	1,92	0,82	1,18	1,69
5	2,47	2,80	2,80	2,69	0,04	5,00	0,98	1,75	3,83
6	2,80	2,64	2,80	2,75	0,03	4,21	0,99	1,79	4,61
ВАГ
0,5	0,67	0,34	0,67	0,56	0,01	5,57	0,28	0,12	0,33
1	1,35	1,01	1,35	1,23	0,03	7,32	0,61	0,64	0,94
2	1,68	2,02	1,68	1,79	0,04	3,64	0,89	1,42	2,19
3	2,35	2,02	2,02	2,13	0,03	6,51	0,98	1,75	3,91
4	2,02	2,02	2,02	2,02	0,00	0,00	0,99	1,79	4,61

 

При 60˚С.

ЦМ-А2
Время,ч.	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	F	Bt	ln(1-F)
0,5	0,67	0,34	0,67	0,56	0,01	2,13	0,26	0,11	0,31
1	1,35	1,01	0,67	1,01	0,05	4,48	0,47	0,37	0,64
2	1,68	1,35	1,68	1,57	0,06	7,22	0,74	0,96	1,34
2,5	2,02	2,02	2,36	2,13	0,02	3,76	0,98	1,75	3,91
3	2,02	2,02	2,35	2,13	0,02	3,54	0,99	1,79	4,61
Мтилон-Т
0,5	0,56	0,56	0,22	0,45	0,03	4,44	0,15	0,03	0,17
1	0,90	0,90	0,56	0,78	0,03	9,38	0,27	0,11	0,31
2	1,24	1,57	1,24	1,35	0,03	5,71	0,46	0,35	0,62
3	2,25	1,91	1,91	2,02	0,05	4,34	0,69	0,83	1,18
4	2,91	2,91	2,91	2,91	0,06	8,57	0,98	1,75	3,91
5	2,92	2,92	2,92	2,92	0,01	2,21	0,99	1,79	4,61
ВАГ
0,5	0,79	0,45	0,79	0,67	0,05	4,78	0,32	0,16	0,38
1	1,46	1,12	1,46	1,35	0,04	3,12	0,63	0,69	1,00
2	1,79	2,13	1,46	1,79	0,08	12,03	0,84	1,27	1,84
2,5	2,14	2,14	1,80	2,02	0,02	2,56	0,95	1,64	3,00
3	2,13	2,13	2,13	2,13	0,00	0,00	0,99	1,79	4,61

 

Приложение 4

 

Расчет термодинамических характеристик процесса сорбции палладия на волокнах ЦМ-А2, Мтилон-Т и ВАГ.

Статистические параметры: Р=0,95; N=3.

При 20˚С.

Сисх, мг/мл	Сравн, мг/мл	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	Краспр.
ЦМ-А2
2,10	1,60	1,46	2,13	2,13	1,91	0,00	0,00	7,96
1,69	1,18	1,57	1,91	2,25	1,91	0,03	4,21	9,26
1,24	0,75	1,94	1,78	1,78	1,83	0,03	2,78	11,35
0,78	0,41	1,40	1,40	1,40	1,40	0,02	2,86	13,44
0,61	0,26	1,38	1,27	1,27	1,30	0,02	1,92	16,20
0,35	0,09	0,98	0,98	0,95	0,97	0,04	5,00	23,40
Мтилон-Т
2,13	1,39	2,58	2,92	2,92	2,81	0,01	5,57	10,36
1,57	0,84	2,67	2,84	2,67	2,73	0,03	7,32	13,10
1,30	0,62	2,50	2,50	2,67	2,56	0,04	3,64	14,79
0,94	0,35	2,25	2,19	2,19	2,21	0,03	6,51	18,16
0,59	0,14	1,67	1,74	1,67	1,69	0,00	0,00	25,24
0,31	0,04	0,99	1,04	1,04	1,02	0,01	5,57	38,98
ВАГ
2,52	1,98	2,02	2,02	2,02	2,02	0,02	3,15	7,35
1,92	1,39	2,13	1,79	2,13	2,02	0,03	4,84	8,78
1,45	0,98	1,72	1,88	1,72	1,77	0,00	0,00	9,81
1,06	0,66	1,44	1,44	1,60	1,49	0,00	0,00	10,91
0,50	0,22	1,13	1,00	1,00	1,04	0,03	3,66	15,71
0,35	0,11	0,92	0,88	0,88	0,89	0,02	3,15	20,29

 

При 45˚С.

Сисх, мг/мл	Сравн, мг/мл	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	Краспр.
ЦМ-А2
2,13	1,57	1,91	2,24	2,24	2,13	0,03	4,44	8,49
1,57	1,01	2,16	2,16	2,00	2,11	0,03	9,38	10,54
1,06	0,56	1,94	1,94	1,78	1,89	0,03	5,71	13,37
0,60	0,22	1,39	1,46	1,46	1,44	0,05	4,34	18,44
0,29	0,07	0,82	0,82	0,89	0,84	0,06	8,57	25,38
2,13	1,57	1,91	2,24	2,24	2,13	0,01	2,21	8,49
Мтилон-Т
2,13	1,36	2,92	2,92	2,92	2,92	0,02	3,15	10,68
1,57	0,79	2,47	3,14	3,14	2,92	0,03	4,84	13,97
1,06	0,34	2,62	2,78	2,78	2,73	0,00	0,00	20,72
0,60	0,11	2,09	1,74	1,74	1,85	0,00	0,00	29,60
0,29	0,05	0,89	0,95	0,95	0,93	0,03	3,66	32,96
2,13	1,36	2,92	2,92	2,92	2,92	0,02	3,15	10,68
ВАГ
2,13	1,60	2,25	1,91	1,91	2,02	0,02	3,15	8,19
1,57	1,03	1,80	2,13	2,13	2,02	0,03	4,84	10,20
1,06	0,55	1,94	1,94	1,94	1,94	0,00	0,00	13,74
0,60	0,32	0,73	1,23	1,23	1,06	0,00	0,00	13,24
0,29	0,08	0,73	0,73	0,90	0,79	0,03	3,66	22,29
2,13	1,60	2,25	1,91	1,91	2,02	0,02	3,15	8,19

 

При 60˚С

Сисх, мг/мл	Сравн, мг/мл	а1, мгэкв/г	а2, мгэкв/г	а3, мгэкв/г	аср, мгэкв/г	S	W	Краспр.
ЦМ-А2
2,13	1,60	1,91	2,25	1,91	2,02	0,01	5,57	8,19
1,57	1,02	2,00	2,16	2,00	2,05	0,03	7,32	10,32
1,06	0,57	1,94	1,77	1,77	1,83	0,04	3,64	12,98
0,60	0,23	1,39	1,39	1,46	1,41	0,03	6,51	18,04
0,29	0,07	0,82	0,82	0,89	0,84	0,00	0,00	25,38
2,13	1,60	1,91	2,25	1,91	2,02	0,01	5,57	8,19
Мтилон-Т
2,13	1,39	2,58	2,92	2,92	2,81	0,02	3,15	10,36
1,57	0,82	2,13	3,14	3,14	2,81	0,03	4,84	13,45
1,06	0,37	2,62	2,62	2,62	2,62	0,02	3,04	19,45
0,60	0,11	2,09	1,74	1,74	1,85	0,00	0,00	29,60
0,29	0,03	0,89	1,02	1,02	0,98	0,03	3,66	39,29
2,13	1,39	2,58	2,92	2,92	2,81	0,02	2,15	10,36
ВАГ
2,13	1,57	2,25	2,25	1,91	2,13	0,00	0,00	8,50
1,57	1,03	1,80	2,13	2,13	2,02	0,03	4,21	10,20
1,06	0,57	1,94	1,77	1,77	1,83	0,03	2,78	12,99
0,60	0,32	0,73	1,40	1,06	1,06	0,02	2,86	13,24
0,29	0,07	0,56	1,07	0,90	0,84	0,02	1,92	25,44
2,13	1,57	2,25	2,25	1,91	2,13	0,04	5,00	8,50