Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Анионит можно обрабатывать и хелатообразующими реагентами. В этом случае активные группы ионита связываются с активной группой реагента, образуя ионную пару типа Ри— Э"—
— С = 5 —Иг (Рм и Иг — соответственно активная группа анио-нита и радикал ксантогената). При фильтровании через такой модифицированный анионит водного раствора подвергаемого очистке вещества микропримеси последнего будут взаимодействовать с хелатообразующими реагентами с образованием анионного хелата3*. Сорбируемость микропримесей возрастает с увеличением констант устойчивости образующихся комплексных соединений и с уменьшением кислотности раствора [56]. Поэтому комплексообразующий реагент подбирается таким образом, чтобы основной компонент системы либо не взаимодействовал с ним, либо образовывал очень неустойчивые комплексные соединения. Следует заметить, что между способами адсорбционно-комплексообразовательной хроматографии и фронтальной хроматографии с использованием процесса комплексообразования в растворах нет существенной разницы.
Получение модифицированного анионита иногда производится более жестким химическим методом с образованием но-
* Попытки специально синтезировать ионообменные смолы, обладающие групповой селективностью к данному ряду микропримесей, пока не вышли из рамок лабораторных исследований [2]. ** — активная группа ионита.
'* В ионитах, обработанных комплексообразователями, хелатные группы связаны обратимо, вследствие чего нельзя избежать частичного вытеснения этих групп. Поэтому такие ионнты уступают настоящим хелатным смолам, в которых хелатиые группы необратимо скреплены с цепью полимеров [2].
220
вых химических связей в углеводородной цепочке ионита, В частности, для получения анионита, селективного к"многозарядным ионам, в матрицу смолы вводится диацетатная группа [125]. Для этого ионит (вофатит 1.-150 или Амберлит Щ-4В в С1"-форме) обрабатывается монохлоруксусной кислотой и 30% раствором едкого натра. Подобного рода модифицированный ионит позволяет получать способом фронтальной хроматографии хлорид лития с содержанием примесей кальция, железа и меди меньше 5 • 10~Б% [125].
Возможность сочетания различных ионитов-носителей с практически неограниченным числом возможных комплексообразо-вателей — основное достоинство рассматриваемого способа [126].
Адсорбционно-комплексообразовательная хроматография успешно применяется для очистки ряда неорганических солей на некоторых заводах ГДР [5]. В частности, для удаления следов Со из водных растворов сульфата цинка используется вофатит Е, обработанный а-нитрозо-р-нафтолом. Катионит—во-фатит-Р — в Ag+-фopмe весьма эффективно сорбирует иод из растворов хлорида натрия [5]. Для очистки борной кислоты от примеси Ре2+ с 1 • Ю-3 до 3-10_Б% используется вофатит СР с а, а'-дипиридилом [31]. Анионит, Дауэкс 1-Х10, насыщенный глюконовой кислотой (1,5 мг-экв/мл смолы) хорошо сорбирует (до 1 • Ю-7—1 • 10-8%) примесь бора в виде Н3В03 из деионизи-рованной воды [127]. Водные растворы солей щелочных металлов,-профильтрованные через анионит — Амберлит ЩА-400 в [С204]2~-форме, содержат не более 1 • 10-4% примесей Бг, Се и им подобных [123].
Последнее время в качестве носителей хелатообразующих реагентов стали использовать не только иониты, но и такой классический сорбент, как активный уголь, обладающий небольшими ионообменными свойствами [46а, 124]. Активный уголь, насыщенный, например, дитизоном, сохраняет способность к обмену ионов. Десорбция микропримесей обычно производится 0.05—0,1 М раствора соляной кислоты, при этом сорбент допускает 20—25 циклов регенерации без заметного ухудшения поглотительной способности [128].
Угольная адсорбционно-комплексообразовательная колонна обычно состоит из двух равных по высоте слоев: нижнего, содержащего уголь типа ДАУХ с адсорбированным на нем ком-плексообразователем (примерно 10% от веса угля), и верхнего, состоящего из чистого активного угля. При фильтровании раствора снизу вверх комплексообразователь частично перемещается в верхний слой, где и задерживается сорбентом. Это перемещение у активных углей может достигать половины высоты верхнего слоя [124].
Активный уголь перед использованием подвергается обработке 10—25% раствором НС1 для удаления примеси железа
221
и других металлов. Это приводит к необратимой сорбции части хлористого водорода, которая не удаляется из угля даже кипящей водой [129]. Поэтому сорбция комплексообразующего агента на предварительно подготовленном угле носит в основном молекулярный характер. Возможна и иная подготовка угля: после обработки соляной кислотой и промывки деионизи-рованной водой уголь прокаливается без доступа воздуха при 350° С, а затем обрабатывается при 70—80° С раствором комплексообразующего реагента в воде или органическом растворителе [46а, 1281.
Применение [124, 126, 129—134] активного угля ДАУХ с адсорбированным диметилглиоксимом или а-нитрозо-р-нафтолом позволило очистить водные растворы сульфатов цинка и кадмия, а также хлорида натрия от ряда примесей (табл. 14). Степень очистки растворов от микропримеси Со при использовании диметилглиоксима зависит от рН раствора. При рН<5,7 следы кобальта начинают переходить в фильтрат и остаточная концентрация увеличивается до 1 • 10~4% и выше [124]. Присутствие окислителей в исходном растворе тоже понижает степень очистки вещества.
