Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01593 AP26103717-KC-25 0125РК00758
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 40000000 AP26103717
Name of work
Изучение физико-химических процессов в полиметаллических растворах и разработка способов селективного извлечения рения, молибдена и вольфрама из отходов металлургических производств с использованием интерполимерных систем
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Фишер Даметкен Едиловна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
АО "Институт металлургии и обогащения"
Abbreviated name of the service recipient АО «ИМиО»
Abstract

Объектом исследования являются интерполимерные системы кислотно-основного типа, включающие пары полимеров и ионитов: ПМАК:П4ВП, ПАК:ПЭИ, ПАК:П2М5ВП, КУ-2-8:П4ВП (PMAK:P4VP, PAK:PEI, PAK:P2M5VP, KU-2-8:P4VP), KU-2-8:AV-17-8, Amberlite IR120:AV-17-8), предназначенные для селективной сорбции ионов рения, молибдена и вольфрама из водных многокомпонентных растворов.

Зерттеу нысаны - сулы көп компоненттері ерітінділерден рений, молибден және вольфрам иондарын селективті сорбциялауға арналған PMAK:P4VP, PAK:PEI, PAK:P2M5VP, KU-2-8:P4VP, KU-2-8:AV-17-8, Amberlite IR120:AV:17-8) қышқыл-негізді типті интерполимер жүйелер.

Разработка, оптимизация и экспериментальная оценка интерполимерных систем, обеспечивающих избирательное извлечение оксоанионных форм рения (ReO₄⁻), молибдена (MoO₄²⁻) и вольфрама (WO₄²⁻) из модельных и промышленных растворов, с целью создания высокоселективных сорбентов нового поколения.

Жаңа буынның жоғары селективті сорбенттерін жасау мақсатында модельдік және өнеркәсіптік ерітінділерден ренийдің (ReO₄⁻), молибденнің (MoO₄²⁻) және вольфрамның (WO₄²⁻) оксоаниондық формаларын селективті түрде алуды қамтамасыз ететін интерполимерлік жүйелерді әзірлеу, оңтайландыру және эксперименттік бағалау.

Использованы: -сорбционно-десорбционные методы (η, Q, θ, остаточные концентрации); -SEM для анализа морфологии интерполимерных композиций; -XRD для определения кристалличности и возможных фазовых изменений при взаимодействии с ионами металлов; -FTIR; -ICP-OES для определения концентраций Re, Mo и W в растворах. -Два уровня моделирования: макромолекулярный (межполимерная структура, степень набухания, распределение зарядов) и молекулярный (квантово-химическая оценка взаимодействия ReO₄⁻, MoO₄²⁻, WO₄²⁻ с функциональными фрагментами полимеров

Келесі әдістер қолданылды: - Сорбциялық-десорбциялық әдістер (η, Q, θ, қалдық концентрациялар); - Интерполимер композиттерінің морфологиясын талдауға арналған SEM; - Металл иондарымен әрекеттесу кезінде кристалдылықты және мүмкін фазалық өзгерістерді анықтауға арналған XRD; -FTIR; - Ерітінділердегі Re, Mo және W концентрацияларын анықтауға арналған ICP-OES. -Модельдеудің екі деңгейі: макромолекулалық (интерполимерлік құрылым, ісіну дәрежесі, зарядтың таралуы) және молекулалық (ReO₄⁻, MoO₄²⁻, WO₄²⁻-тың полимерлердің функционалдық фрагменттерімен әрекеттесуін кванттық-химиялық бағалау)

Разработана методология подбора компонентов интерполимерных систем для селективной сорбции ионов рения из многокомпонентных растворов. Показано, что системы на основе PMAA:P4VP и PAA:PEI проявляют максимальную эффективность при преобладании кислотного компонента (≈70–85 мол.%). Для новой интерполимерной системы KU-2-8(H+)–AV-17-8(OH-) установлены оптимальные сорбционные характеристики в области соотношений 2:4–1:5, где эффективность извлечения рения достигает 85–87 %, молибдена 68–69 %, вольфрама 81–82 %. Расчёт динамической обменной ёмкости показал максимальные значения для состава 2:4 (QRe ≈ 0,0117 ммоль/г; QMo ≈ 0,0179 ммоль/г; QW ≈ 0,0111 ммоль/г), сопровождающиеся высокими степенями связывания θ. Установлено, что увеличение доли AV-17-8 приводит к усилению взаимодействия с MoO₄²⁻ и WO₄²⁻, что открывает возможности создания коллективных сорбентов для систем Re–Mo–W. Научная новизна состоит в выявлении критического состава 2:4, обеспечивающего максимальное сочетание сорбционной ёмкости, селективности и кинетики извлечения оксоанионов металлов.

Көп компонентті ерітінділерден рений иондарын селективті сорбциялау үшін интерполимерлік жүйелердің компоненттерін таңдау әдістемесі әзірленді. PMAK–P4VP және PAK–PEI негізіндегі жүйелер қышқылдық компонент басым болған кезде (≈70–85 моль%) максималды тиімділік көрсететіні көрсетілген. Жаңа KU-2-8(H+)–AV-17-8(OH-) интерполимерлік жүйесі үшін оңтайлы сорбциялық сипаттамалар 2:4–1:5 қатынас диапазонында белгіленді, мұнда ренийдің экстракциялық тиімділігі 85–87%, молибден 68–69% және вольфрам 81–82% жетеді. Динамикалық алмасу сыйымдылығын есептеу θ байланыстырудың жоғары дәрежесімен қатар жүретін 2:4 құрамы үшін максималды мәндерді анықтады (QRe ≈ 0,0117 ммоль/г; QMo ≈ 0,0179 ммоль/г; QW ≈ 0,0111 ммоль/г). AV-17-8 үлесінің артуы MoO₄²⁻ және WO₄²⁻-пен өзара әрекеттесудің артуына әкелетіні анықталды, бұл Re–Mo–W жүйелері үшін ұжымдық сорбенттер жасау мүмкіндігін ашады. Ғылыми жаңалық металл оксоанионын алудың сорбциялық сыйымдылығының, селективтілігінің және кинетикасының максималды үйлесімін қамтамасыз ететін сыни 2:4 құрамын анықтауда жатыр.

– Оптимальный состав: KU-2-8 : AV-17-8 = 2:4; – η(Re) = 85–87 %, η(Mo) = 68–69 %, η(W) = 81–82 %; – Q до 0,018 ммоль/г; – θ до 33; – возможность многократного регенерационного цикла (>10); – низкая себестоимость: 40–60 % дешевле коммерческих селективных смол.

– Оңтайлы құрам: KU-2-8: AV-17-8 = 2:4; – η(Re) = 85–87%, η(Mo) = 68–69%, η(W) = 81–82%; – Q 0,018 ммоль/г дейін; – θ 33 дейін; – Бірнеше регенерация циклдарының мүмкіндігі (>10); – Төмен құны: коммерциялық селективті шайырларға қарағанда 40–60% арзан.

Данный проект - фундаментальный стадии продолжения исследовательских экспериментов и изучения проблематики. К данному моменту проведены литературный анализ, экспериментальные исследования и теоретические расчеты, подтверждающие эффективность интерполимерных систем для сорбции трехкомпонентных модельных растворов. Для полноценного внедрения необходимо продолжить изучение систем и подбор условий исследования систем в многокомпонентных растворах, включая реальные промышленные отходы. Исследования откроют возможности их применения для очистки промышленных расстворов и получения редких металлов из промышленных растворов.

Бұл жоба зерттеу эксперименттерін жалғастыру және мәселені зерттеудегі іргелі қадам болып табылады. Бүгінгі күнге дейін үш компонентті модельдік ерітінділерді сорбциялау үшін интерполимерлік жүйелердің тиімділігін растайтын әдебиеттерді талдау, эксперименттік зерттеулер және теориялық есептеулер жүргізілді. Толық енгізу үшін жүйелерді зерттеуді жалғастыру және оларды нақты өнеркәсіптік қалдықтарды қоса алғанда, көп компонентті ерітінділерде зерттеу үшін тиісті жағдайларды таңдау қажет. Бұл зерттеу оларды өнеркәсіптік ерітінділерді тазартуда және өнеркәсіптік ерітінділерден сирек металдарды алуда қолдану мүмкіндіктерін ашады.

- повышение извлечения рения в 1,6 раза по сравнению с однокомпонентными смолами; - возможность коллективного извлечения Re–Mo–W из слабоконцентрированных растворов; - высокая селективность в присутствии Al, Fe, Ca, Si, Ti; - высокая степень регенерации и повторного использования.

- Бір компонентті шайырлармен салыстырғанда ренийді 1,6 есе жоғары қалпына келтіру; - Төмен концентрациялы ерітінділерден Re–Mo–W-ны ұжымдық қалпына келтіру мүмкіндігі; - Al, Fe, Ca, Si және Ti қатысуымен жоғары селективтілік; - Регенерация және қайта пайдаланудың жоғары дәрежесі.

- переработка техногенных растворов, хвостовых вод и сульфатно-нитратных растворов гидрометаллургии; - извлечение рения из отработанных каталитических систем; - очистка растворов при переработке молибденовых и вольфрамовых концентратов; - химическая, металлургическая и нефтехимическая промышленность.

- гидрометаллургиядан алынған жасанды ерітінділерді, қалдық суларды және сульфат-нитрат ерітінділерін өңдеу; - пайдаланылған каталитикалық жүйелерден ренийді алу; - молибден және вольфрам концентраттарын өңдеу кезінде ерітінділерді тазарту; - химия, металлургия және мұнай-химия өнеркәсібі.

UDC indices
669.2/.8
International classifier codes
53.37.35;
Key words in Russian
промышленные стоки; полиметаллические растворы; рений; вольфрам; молибден; системы двух полимеров; селективное извлечение; переработка стоков;
Key words in Kazakh
өндірістік қалдықтар; полиметалл ерітінділері; рений; вольфрам; молибден; екі полимерлі жүйелер; селективті экстракция; ағынды суларды тазарту;
Head of the organization Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич д.т.н. / проф.
Head of work Фишер Даметкен Едиловна Кандидат химических наук / нет