183425. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cérium eltávolítására polimer diszperziókból
1 183 425 2 példákban bemutatott változatokra. 1. pclda Ez a példa, olyan keményítő-ojtott kopolimer diszperzió előállítását mutatja be, amelynél a találmány szerinti módszer különösen használható. 287,3 g keményítőt (szárazanyag) tartalmazó keményítő diszperziót beviszünk egy keverővei és hőmérővel felszerelt gyantaüstbe. A szuszpenziót 43 °C-ra melegítjük és hozzáadunk .34 ml olyan oldatot, amely 2,4 g NaOH-t és 8,9 g NaCl-t tartalmaz. Ezzel együtt hozzáadunk 28,7 g Na2S04-et. Ezután 15,8 g akril-nitrilt adunk a reakcióelegyhez és azt 14 óra hosszat reagálni hagyjuk, eközben a hőmérsékletet 43 °C-on tartjuk. A reakcióelegy pH-ját 7-re állítjuk be 4,6 ml 20 Be°-os sósavval, utána a terméket szűréssel elkülönítjük és a szűrőpogácsát mossuk. A ciano-etil-keményítő helyettesítési foka 0,14, a nitrogéntartalomra vonatkoztatva. A még nedves 300 g ciano-etil-keményítőt tartalmazó szűró'pogácsát 32% szilárdanyagszint eléréséig ionmentesített vízben szuszpendáljuk egy 2 literes gyantafőző üstben, amelyet keverővei, hőmérővel, visszafolyató hűtővel és nitrogénbefúvóval látunk el. A szuszpenzió pH-ját 7,5 —7,8-ra állítjuk be és 3729 liquefon alfa-amilázt adunk hozzá, amelyet B. subtilisből származtattunk. A cianoetil-keményítőt gélesítjük és hígítjuk a következő vázlaton bemutatott idő-hőmérséklet összefüggésnek megfelelően: Idő perc 0 15 45 75 80 100 Hőm. C° 28 53 78 78 90 96 Az alfa-amilázt 96°C-on inaktiváljuk, a keményítőt hígítjuk, majd lehűtjük és közben nitrogént fújunk be. A hígított keményítő viszkozitása 260 cp. Miután a hígított keményítőt 60 C°-ra lehűtöttük, 10,7 g Triton X—200-at, valamint 109,2 g etilakrilátból és 9,6 g akrilon-nitrilből álló elegyet adunk hozzá. A hőmérsékletet 30—35 C°-ra csökkentjük és 3,75 g cérium-ammónium-nitrát 50 g ionmentesített vízzel készített oldatát adjuk az elegyhez. Az exoterm reakció lejátszódása után 1,2 g metakrilsavat adunk az elegyhez 40 C°-on és a melegítést tovább folytatjuk 60 C° hőmérséklet eléréséig. A reakcióelegy hőmérsékletét 3 óra hosszat 60 C°-on tartjuk, utána 0,5 g ammónium-perszulfátot és ugyanennyi metabiszulfitot viszünk a reakcióelegybe a reagálatlan monomerek szintjének csökkentése érdekében. A reakcióelegy hőmérsékletét 60 C°-on tartjuk további 50 percig, utána szobahőmérsékletre hűtjük és a pH-t 8,5-re állítjuk be 28%-os ammónium-hidroxid-oldattal (2,7 g). A végső készítmény szilárdanyagtartalma 39,2%. A következő táblázatban megadott eredmények a kopolimer viszkozitásának stabilitását mutatják be. /. Táblázat Időszakasz Viszkozitás (cp) 1 nap 560 3 nap 588 6 nap 632 10 nap 660 2 hónap 640 A következő, 2.-4. példák során használt kolonnát 2 darab kettős falu kolonna alkotja, amelyek függőleges elhelyezésűek és menetes kötéssel vannak egymáshoz kapcsolva. Az alsó a gyantát tartalmazó kolonna 54 cm hosszú, belső átmérője 1,54 cm és az aljára szűrő van erősítve, hogy visszatartsa a gyantát. A felső kolonna 35 cm hosszú, belső átmérője 2,5 cm és egy tartállyal van ellátva, amelyben a diszperzió melegíthető. A felső kolonna belső részének az aljához egy cső van erősítve, amely az alsó kolonnába nyúlik be és közvetlenül a gyantaágy felett végződik. Ez a lehető legkisebbre csökkenti a gyantaágyban a zavarokat, amikor a diszperzió befolyik az alsó kolonnába. Egy 70 C°-on tartott vízfürdőből folyamatosan vizet keringtetünk az alsó és a felső kolonna falában. 2 példa 52 ml cérium-mentes erős kationcserélő gyantát négyszer egymás után szakaszosan kezelünk 52—52 ml 1 n kénsavval. A gyantát a kénsavban szuszpendáljuk és a szuszpenziót keverjük annak érdekében, hogy hidrogénformába vigyük. A kezelt gyantát a kolonnába visszük és a másik 52 ml 1 n kénsavat áthajtjuk rajta avégett, hogy biztosítsuk a gyanta teljes hidrogén-formává való alakulását. A gyantát ezután ionmentesített vízzel mossuk mindaddig, ameddig a távozó mosóvíz szulfátionmentes nem lesz. Ezután 100 ml keményítő ojtott kopolimer diszperzió pH-ját 5,0-re állítjuk be kénsavval. A diszperziót 0,149 mm lyukbőségű szitán átszűrjük és az alsó kolonnába töltjük. Egy mintát 15 percig tartunk a kolonnában, hogy felvegye annak hőmérsékletét. Ezután megindítjuk az áramlást a kolonnán át és körülbelül 0,025 ágytérfogat/perc értéken tartjuk. A távozó folyadékot 15 ml-es adagokban felfogjuk és megmérjük mindegyiknek a pH-ját. A részeket úgy egyesítjük, hogy közelítőleg két egyforma mintát kapjunk, amelyek a menet első és utolsó részét képviselik. A mintáknak megállapítjuk a pH-ját és a cériumtartalmát. Az eredmények azt mutatják, hogy az eredetileg jelen lévő cérium 99,65-100%-át kinyertük, a minták pH-ja 1,38 és 1,30 volt. 3. példa Ez a példa a cériumkinyerés mértékét mutatja be, ha a gyanta nátrium-formában van. A 2. példában leírtakhoz hasonlóan 50 ml cérium-mentes, nátrium-formában levő, gyantát viszünk a kettősfalú kolonnába. Három ágytérfogat (BV) 14,2%-os nátrium-szulfát-oldatot hajtunk át 5,0 pH-n az oszlopon annak érdekében, hogy biztosítsuk a teljes átalakulást nátrium-formává. A gyantát szulfát-mentesre mossuk. Ezután 150 g keményítő ojtott kopolimer diszperziót engedünk át a szitán és pH-ját 5,1-re állítjuk be, majd a kolonna-tartályba teszszük a diszperziót és a szükséges hőmérsékletre melegítjük. A mintát legfeljebb 0,025 BV/perc sebességgel hajtjuk át a kolonnán és 25 ml távozó folyadékot felfogunk. A távozó folyadék elemzése azt mutatja, hogy a cérium 91,0%-át kinyertük és az átlagos pH-érték 5,0 volt. Minél magasabb a távozó folyadék pH-ja a 2. példa esetében kapott távozó folyadék pH-jához viszonyítva (1,38— 1,30 az 5,0-el szemben), annál kisebb mértékű a cériumkinyerés (99,65—100% a 91,0%-kal szemben). 4. példa F.z a példa cérium kinyerését mutatja valamely diszperzióból hidrogén és nátrium fonnájú gyanta használata mellett. Nátrium-formájú gyantát 61 ml mennyiségben, miként a 2. példában, 2 BV (122 ml) mennyiségű nátriumszulfátoldatban (14,2 g/100 ml oldat) szuszpendálunk. A szuszpenzió pH-ját 3,0-ra állítjuk be kénsavval 15 perc leforgása alatt mindaddig, ameddig a pH stabillá nem válik. A gyantát az alsó kolonnába tesszük és szulfátionmertesre mossuk. Ezután 100 ml szűrt keményítő ojtott kopolimer diszperziót 2,2 pH-értéken a felső kolonnába 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
