Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0100

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0100
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии"
Название доклада
Разработка и масштабирование методов изготовления интерсетчатых и акрилатных сорбентов для извлечения радиоактивных, благородных и редких металлов
Докладчик
Балановский Николай Владимирович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель работы – разработка технологий синтеза сильноосновных стирольных анионитов повышенной емкости на основе интерсетчатых матриц для извлечения урана, рения, ванадия и комплексообразующих сорбентов на основе акрилонитрила для извлечения урана и золота, превосходящих по технологическим характеристикам зарубежные аналоги, для создания технологической базы отечественного производства гидрометаллургических ионообменных смол.
Актуальность и новизна исследования
Все гидрометаллургические урановые и редкометальные производства России используют только импортные смолы, что делает эти предприятия полностью зависимыми от зарубежных поставок. Из 94 марок смол, допущенных к применению на АЭС, в России выпускается только катионит КУ-2-8. Сырьевая база для синтеза смол постоянно сокращается. Мобилизационная устойчивость атомной отрасли по этому показателю нулевая. Необходимо восстановление российского производства основных видов ионообменных смол на обновленной технологической платформе.
Анализ информации об исследованиях в области синтеза гранулированных полимерных органических сорбентов, обладающих интерсетчатой структурой, в литературных источниках, опубликованных патентах и изобретениях, положительных результатов не дал. В опубликованных литературных источниках, патентах и изобретениях нет информации о синтезе комплексообразующих сорбентов для извлечения урана на основе акрилатно-стирольных матриц, в частности, на основе терполимеров стирола и акрилонитрила. Тематика данной ПНИ по созданию импортозамещающего производства ионообменных смол является патентно чистой, актуальной и перспективной.
Описание исследования

Авторами обоснованы оптимальные пути синтеза эффективных интерсетчатых анионитов и акрилатно-стирольных сорбентов для урана и золота:
- для создания технологии синтеза  интерсетчатых ИОС для урана и редких металлов, обладающих высокой емкостью и кинетическими характеристиками, оптимальным направлением работ является создание “гибридных” взаимопроникающих стирольно-акрилатных ИОС, несущих разнозарядные функциональные группы;   
- для разработки технологии синтеза комплексообразующего акрилатно-стирольного сорбента для извлечения урана, не уступающего по технологическим характеристикам аниониту Ambersep 920U оптимальным решением представляется создание полифункционального сорбента на основе терполимера стирол-акрилонитрил-ДВБ с последующим алкилированием низкоосновных групп.  
- для синтеза акрилатно-стирольного сорбента для золота, не уступающего зарубежному аналогу Purogold S992, оптимальным направлением является синтез слабоосновных ионитов на основе акрилонитрила, содержащих карбоксильные группы при атомах азота первичных аминогрупп. Максимизация емкости и селективности должна быть достигнута путем введения в сополимер нейтрального стирольного компонента для создания оптимального расстояние между аминогруппами, соответствующего размеру цианидного комплекса золота.

 

Результаты исследования

Разработан метод синтеза интерсетчатых стирольных анионитов для извлечения урана, ванадия и рения, превосходящего по технологическим характеристикам анионит  сравнения Ambersep-920U. Научная новизна и принципиальное отличие разработанного метода от известных заключается в применении метода создания интерсетчатых сополимеров из взаимопроникающих полимерных матриц.

Разработан метод синтеза  акрилатно-стирольных легкорегенерируемых слабоосновных сорбентов для извлечения золота. Емкость и селективность сорбента сравнения PuroGold S 992 на 7-15% меньше. Степень десорбции золота из опытных образцов составляет 97-99% при остаточном содержании золота 0,11-0,14 мг/г. Практическая значимость разработанной методики заключается в простоте и малоотходности технологии синтеза легкорегенерируемого сорбента для извлечения золота.

Выполнен комплекс работ и исследований по масштабированию технологий синтеза и изготовлению экспериментальных образцов сильноосновных интерсетчатых стирольных  для извлечения урана, рения, ванадия; комплексообразующих сорбентов на основе акрилонитрила для извлечения урана и золота. Коэффициент масштабирования равен 100. Оптимизированы режимы проведения основных операций. В частности, разработаны конструкции мешалок, гидродинамические режимы и температурно-временные профили процессов сополимеризации, позволившие до 80-91% увеличить выход целевой фракции сополимеров при одновременном улучшении качества.  Отработаны режимы аминирования и гидратации анионитов, втрое сократившие расход аминирующего агента. Проведены исследования по регенерации ценных компонентов и допустимой степени рециркуляции реагентов, что сократило объем отходов и водопотребление на всех стадиях технологии. Выработаны рекомендации по аппаратурному оформлению отдельных стадий экспериментального производства ИОС.

Практическая значимость исследования
Разработаны технологические регламенты синтеза перспективных сорбентов и проект ТЗ для создания опытно-промышленного участка синтеза ИОС