[发明专利]一种石煤提钒树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换树脂的制备方法，特别是一种石煤提钒树脂的制备方法。

背景技术

我国含钒石煤主要分布于南方诸省，总储量丰富，赋存的钒估计超过世界其它国家钒的总储量。此外，美国、俄罗斯等国也有一些同类资源。含钒石煤中钒品位为0.3％～1.0％，钒以变价形态赋存，其矿物组成复杂，分离和提取困难。先采用焙烧、酸浸、碱浸等工艺将含钒固废中的钒转化成水溶性的含钒离子，如VO^3-(因溶液pH值不同离子也不同)，再根据物料的不同采用不同的离子交换剂(如717树脂)，并调整溶液pH值，在离子交换柱上发生吸附反应.

此时由于VO^3-对717树脂的亲和力大于杂质离子对树脂的亲和力，所以能除去磷、铁、铝、硅等杂质。上述吸附于离子交换柱上的钒可以用NaCl溶液洗脱，反应为：R^-N(CH₃)₃VO^3-+Cl^-→VO^3-+R^-N(CH₃)₃Cl。经吸附，钒被固定于离子交换柱上，并实现了杂质分离。再经脱附，钒转入洗脱液中，后再用铵盐沉淀法沉钒、制偏钒酸铵，再煅烧得V₂O₅。此法在国外起步较早，但直到1991年，加拿大Fort McMurray公司才建立离子交换厂提钒。我国20世纪70年代初进行了一系列离子交换提钒的试验，到90年代初，用717离子交换树脂法对石煤提钒工艺已在湖北通城、丹江口等地应用于生产。目前，离子交换法也成功地用于废钒催化剂的提钒。该法优点是流程短、原材料消耗少、污染环境小、沉钒母液可循环利用、回收率可高达98％、产品的纯度高。缺点是离子交换树脂具有选择性，操作条件苛刻。

CN 102161757 A提供了一种提钒专用树脂及其制备方法，制备方法包括下列步骤：(1)将有机胺与钒化合物混合反应，得到钒酸根离子与有机胺螯合的浆状物；(2)将所述的浆状物与交联剂混合反应，得到预交联的浓浆；(3)将预交联的浓浆和交联剂加入油相反应，然后收集其中的凝胶树脂珠；(4)将凝胶树脂珠用洗脱剂洗脱，得到提钒专用树脂。本发明为一种高功能基含量的多胺缩聚型离子交换树脂，钒吸附量高，不需要频繁再生，运行成本低。运用本发明的提钒专用树脂，有助于进行清洁生产，从而逐步取代提钒行业目前的高污染开采方法

目前提钒工业上常用的离子交换树脂为D201，D301，D290等传统的聚苯乙烯为基体的阴离子交换树脂，而当前采用离子交换树脂提钒的实际吸附量仍然偏低，实际应用中一般低于90mg/g；树脂在使用过程中很容易就达到饱和吸附量，需要反复再生、频繁更新，导致提钒总成本较高。采用有机胺与钒化合物参与聚合反应的方式，会影响到聚合的均匀性，造成长期使用后树脂强度降低，影响了在工业装置中的使用效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种石煤提钒树脂的制备方法。

一种石煤提钒树脂的制备方法，采用氯甲基化聚苯乙烯与全氟仲胺和多乙烯多胺同时进行胺化反应。具备高功能基含量，吸附量高，使用寿命长。

一种石煤提钒树脂的制备方法，包括以下步骤：

氯甲基化聚苯乙烯球体溶胀于2-5倍(重量比)有机胺中，优化为3倍(重量比)，加入氯甲基化聚苯乙烯球体百分之10-50(wt％)的全氟芳香二胺；于50℃-100℃(优化为80℃)搅拌反应10-20h，(优化为15h)，反应结束，制得一种石煤提钒树脂。

氯甲基化聚苯乙烯球体可使用市售产品，如安徽三星树脂科技有限公司生产的氯球。

有机胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺中的一种以上。优选为二乙烯三胺.

全氟芳香二胺系列，包括：四氟间苯二胺、四氟对苯二胺、4，4-八氟联苯二胺。优选为四氟间苯二胺、四氟对苯二胺。

本发明的有益效果：

1)本发明采用有机胺和全氟芳香二胺同时作为胺化剂，氟元素同时具有疏水疏油性，使胺化剂与氯球之间相容性得到改善，提高了胺化反应的效率，使全氟芳香二胺与含钒阴离子的络合力增强，提高了吸附能力。

2)含氟基团的引入，使树脂骨架耐腐蚀性增强，球体表面受到保护，从而延长了使用寿命，扩大了该树脂的应用范围。

具体实施方式

以下实施例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。