[发明专利]用于制备选择性回收钪离子的吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子交换树脂和复合吸附剂(complexing sorbents)的制备的领域，并且可以特别地用于从酸性过程溶液(工艺溶液，生产溶液，process solutions)中提取(萃取，extract)钪的离子[B01J20/30,B01J45/00]。

背景技术

目前，使用液体和固体提取剂，以及离子交换树脂用于从溶液中提取钪。显然的是提取剂和离子交换树脂具有固有的优点和缺陷。

出于结合溶剂提取和离子交换的优点的目的，已经提出了浸渍有选择性提取剂的多孔载体。例如，研究了基于磷酸三丁酯、甲基膦酸二异辛酯以及氧化膦的吸附材料的平衡和动力学特性，建议其用于从酸性溶液中提取钪(V.Yu.Korovin等，"Sorption materials for extraction of scandium from acidic environments",Problems of Chemistry and Chemical Technology,2008,No.2,p.158)。已知用来制备螯合吸附剂的方法，其由聚苯乙烯-偶氮-3-偶砷苯酚表示，推荐其用于利用随后的分析测定从溶液中选择性提取钪(RU 2010876,15.04.1994)。

已知通过共聚腈、丙烯酸、二乙烯基苯和5-乙烯基-α-甲基吡啶以及随后使氧化基质通过三氯化磷的后续磷酸化以制备用于提取钪的离子交换剂的方法(SU 1835406,23.08.1993)。

已知用来制备用于提取钪的离子交换树脂的方法，其提供了亚乙烯基膦酸与苯乙烯、丙烯酸和二乙烯基苯的共聚作用(US 5449462,12.09.1995)。

已知用来制备用于提取钪的复合物形成(complex-forming)离子交换剂的方法，包括与用二乙醇胺或二甲乙醇胺氯甲基化和胺化的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的五氯化磷的磷酸化(RU 2010804,15.04.1994)。

一般来说，已知的材料具有针对钪的低选择性，特别是在溶液中存在铁(III)的情况下，这导致用于提取钪以及更昂贵的钪最终产物的增加的费用。

已知用来制备选择性用于钪的吸附剂的方法，其包括大网状(大孔网状，macroreticular)苯乙烯-二乙烯基苯共聚物在室温和在弗瑞德-克来福特(Friedel-Crafts)催化剂(氯化铝)存在下酰化80小时，酰化的共聚物与三氯化磷的磷酸化(M.Marhol,H.Beranova,K.Cheng《Selective ion-exchangers containing phosphorus in their functional groups》,Journal of Radioanalytical Chemistry,1974,第21卷,第1期,pp 177-186)。

在已知的方法中，使用二硫化碳作为溶剂进行酰化步骤，导致过程中火灾和爆炸的危险。已知的方法表征为酰化步骤的高持续时间，通常导致该过程的差的生产有效性。而且，用于钪的吸附剂的选择性不足。

已知用来制备吸附剂的方法，其可以用于从溶液中提取钪并且包括以下步骤：在二氯乙烷溶液中，在无水氯化铝存在下利用乙酰氯酰化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，洗涤、干燥，酰化产物与三氯化磷的磷酸化的步骤，利用冰水水解、洗涤、干燥的步骤，用25％的硝酸氧化干燥产物，以及最后洗涤目标产物(RU 280839,20.11.1970)。

该方法的缺陷是用于钪的吸附剂的低选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供制备选择性针对钪的复合吸附剂的有效方法。

该目的通过制备用于选择提取钪离子的吸附剂的所描述的方法来实现，其包括在二氯乙烷溶液中，在无水氯化铝存在下利用乙酰氯酰化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，洗涤、干燥，酰化产物与三氯化磷的磷酸化的步骤，利用冰水水解、最后洗涤目标产物的步骤，其中，起始共聚物是大孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，酰化是在乙酰氯的沸点进行的，磷酸化通过使反应物料保持在室温、以及随后引入冰醋酸至其中并且另外地使反应物料保持在搅拌下进行。

优选地，酰化在52℃的温度进行6小时。

优选地，在磷酸化步骤期间进行预暴露24小时，并且在搅拌下进行含有冰醋酸的反应物料的另外加热48小时。

有利地，在酰化步骤之后用二氯乙烷、异丙醇和水依次进行洗涤，并且用水、二噁烷、丙酮和热水进行目标产品的最终洗涤。

以上所述特征的这种结合提供了增加吸附剂对钪的选择性的技术结果。