185621. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kéntartalmú szorpciós anyagok előállítására
1 185 62) 2 A találmány tárgya eljárás kéntartalmú szorpciós, előnyösen ioncserélő anyagok előállítására. Az előállított szorpciós anyagok például a hidrometallurgiában réz, ezüst és egyéb fémek kinyerésére, vagy a farmakológiái iparban például a sztreptomicin néven ismert N-metil-a,L-glükózaminido-/3,L-sztreptozido-sztreptidm kinyerésére alkalmazhatók. A különböző iparágak az ún. szorpciós anyagokat, ezen belül az ioncserélőket egyre nagyobb mértékben használják. A gyakorlati alkalmazás azt mutatta, hogy nyomás, súrlódás és ozmózis okozta kopás lép fel a szorpciós anyagokban. Az elmúlt években ezért a kutatás igyekezett olyan szorpciós anyagokat kifejleszteni, amelyek jobb üzemi tulajdonságokkal rendelkeznek. Ismert eljárások váz-polimerek előállítására egy vinil - csoportot tartalmazó monomer több vinilcsoportot tartalmazó monomerrel (pl. divinilbenzollal) történő kopolimerizálása útján (1 050 207 sz. és 1 058 625 sz. brit szabadalmi leírások, 1 483 946 sz. francia szabadalmi leírás, 1 113 570 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás, 14 739—71 japán szabadalmi leírás, 280 843 sz. szovjet szabadalmi leírás). A szemcsés, belülről porózus vagy gélszerkezetű váz-polimert az ionos csoportok bevitelére még kezelik. Az idézett eljárás szerint készített ioncserélők üzemi tulajdonságai azonban nem kielégítőek. Ennek oka az, hogy a kisméretű divinilbenzol-molekula a molekulák sűrű elrendezkedését segíti elő. Az ilyen polimereken alapuló ioncserélők ezért nagyobb ionokat nemigen engednek át, mechanikai szilárdságuk, valamint ozmotikus stabilitásuk csekély. Ha az ioncserélő polimer-vázában a térhálósító mennyiségét csökkentik, az ioncserélő képesség bizonyos mértékben fokozódik ugyan, a mechanikai szilárdság, valamint az ozmotikus stabilitás azonban észrevehetően romlik. A mechanikai szilárdság jelen leírásban a definiált körülmények között golyósmalomban kezelt ioncserélőmennyiség százalékában kifejezett épen maradt szemcsemennyiséggel egyenlő. Az ozmotikus stabilitáson itt a savval, vízzel és lúggal kezelt ioncserélő összmennyiségének százalékában kifejezett megmaradt részt értjük. A makróhálószerű szerkezettel rendelkező ioncserélők haladást jelentettek nagyobb mechanikai szilárdságuk és ozmotikus stabilitásuk miatt. Makrohálószerű szerkezetű kopolimerek előállítását például a 3 367 889 sz. amerikai egyesült államokbeli leírás ismerteti. Az eljárás oxigén kizárása mellett végzett tömbpolimerizáción alapul. A reakcióelegy egy vinilcsoportot tartalmazó aromás szénhidrogén(ek)ből, valamint több vinilcsoportot tartalmazó aromás szénhidrogénből áll. Térhálósííóként divinil-szulfidot alkalmaznak. Polimerizálás előtt a reakcióelegyet vízzel 5-70% koncentrációra hígítják. Polimerizálás-szabályozó anyagokat is használnak. A kapott térhálósított kopolimerbe beveszik a funkcionális csoportokat. A leírt technológiával térhálósított tömbpolimert lehet előállítani, ami a funkcionális (ioncserélő) csoportok utólagos bevitele szempontjából hátrányos. Az 529 176 sz. szovjet szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint sztiroi vagy akrilsav- illetve metakrilsavészterek kopolimerizációjához térhálósítóként szintén divinil-szulfidot alkalmaznak a vinil monomerre számítva 0,16—0,2 mól mennyiségben. A polimerizácíót azoizo- 2 butánsav-dinitrilt használnak. A kapott szemcsés szorpciós anyag makrohálószerű szerkezettel rendelkezik. A szemcséket az ionos csoportok ráojtása céljából kezelik, majd 50-100 °C-on 10-30 %^os hidrogénperoxidoldattal mossák. A fentiek szerint kapott szorpciós anyagok mechanikai szilárdsága és ozmotikus stabilitása azonban nem elegendő, így az ioncserélőket az ipari gyakorlatban nem használják. A találmány célja nagy mechanikai szilárdsággal és ozmotikus stabilitással rendelkező kéntartalmú szorpciós anyagok előállítása. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, amelylyel nagy rugalmasságú váz-polimer létrehozása folytán a szorpciós anyag mechanikai szilárdsága és ozmotikus stabilitása jó. A találmány tárgya eljárás kéntartalmú szorpciós anyagok előállítására vinilcsoportokat tartalmazó monomerek és divinii-szulfid kopolimerizácója útján. A találmány szerinti eljárásra jellemző, hogy vinilmonomerként szűrőit, akrílnitriít, vinilpirídint, N.N’-pp’-difenil-metánbisz-maleimidet akrilsavmetilésztert vagy vinilpiridin és divinilbenzol 1:0,02-1 :0,15 mólarányú elegyét alkalmazzuk és 1 mól monomerre 0,014-1,4 mól divinilszulfidot alkalmazunk. A divinil-szulfidnak a vinilcsoportokat tartalmazó monomerekkel a fent megadott mennyiségi arányban végzett polimerizálása nagy rugalmasságú térhálósított polimert eredményez. A találmány szerint előállított makrohálószerű kéntartalmú szorpciós anyagok ezért jó mechanikai szilárdságúak, ozmotikus stabilitásuk nagy. Gyors ütemben lezajló ioncsere és komplexképzés esetén is az ionok jól át tudnak hatolni a szorpciós anyagokon. A találmány szerint előállított ioncserélők különösen alkalmazhatók biológiai eredetű termékek, így lipáz, a amiláz, sztreptomicin, továbbá aminosavak, így lizin (2,6-diamino-hexánsav) szelektív extrahálása és tisztítása során. Az ioncserélőkben szulfid-kötésben jelenlévő kén — különösen egyéb idegen atomokkal kölcsönhatásban — szelektívvé teszi a gyantát változó vegyértékű fémek, valamint a platina-csoport fémjeinek szétválasztása szempontjából. Ezért a kéntartalmú ioncserélők például réz, nikkel, kobalt, wolfram, molibdén, higany, ólom, arany, ezüst, platinafémek kinyerésére, szelektív elválasztására alkalmazhatók technikai oldatokból, szennyvizekből és oldószeres oldatokból. A találmány szerinti eljárásban kapott szorpciós anyagok egy része, például a vinil-piridin és divinii-szulfid kopolimeijei az ioncserélők tulajdonságaikkal is rendelkeznek, például vizes oldatból adszorbeálják a halogenid-ionokat. Más szorpciós anyagok ezzel szemben karboxilcsoportokat tartalmazó ioncserélőként fémionokat adszorbeál szerves oldószeres oldatokból. 1 mól vinil-monomerre célszerűen 0,12-0,14 mól divinil-szulfidot számítunk. Vinil-monomerként előnyösen vinil-piridint alkalmazunk. A kapott szorpciós anyagnak nagy, szelektív ioncserélő kapacitása van platinafémekre. Amennyiben vinil-monomerként vinil-piridin és divinil-benzol 1 :0,02-l :0,15 mólarányú elegyét alkalmazzuk, erre az elegyre számítva szintén 0,12—0,14 mól divinil-szulfidot használunk fel. Az így kapott szorpciós anyagnak nagy mechanikai szilárdsága, valamint platinafémekre nagy szelektív ioncserélő kapacitása van. 5 10 15 20 25 3C 35 43 45 50 55 60 65
