Мазмұны

5.7 Ренийді ерітінділерден бөліп алу технологиясы және аммоний перренатын алу

және аммоний перренатын алу технологиясы айтарлықтай жеңіл.
Ренийдің аниониттерде сорбциялану процестері бірқатар ерекшеліктерге ие. Мысалы, бейтарап және әлсіз қышқыл ерітінділерден ренийді функционалды топтары біріншілік және екіншілік аминдерден тұратын АН-20, АН-21, АН-22, АН-82, АН-251 әлсіз негізді аниониттермен сорбциялайды. Ал циклдік радикалында азоттың белсенді тобы бар әлсіз негізді АН-105 аниониті қышқылды ерітінділерден (мысалы, 200-300 г/л күкірт қышқылына дейін) және сілтілі (рН 8,5-9 дейін) ерітінділерден ренийді сорбциялауға қолданылады. Ерітіндіде сульфат иондарының болуы сорбция процесіне кері әсер етпейді, ал хлорид- (> 30 г/л) және әсіресе нитрат иондарының (>10 г/л) болуы иониттің рений бойынша сыйымдылығын төмендетеді. Әдетте, әлсіз негізді иониттер ренийді өте жоғары селективтілікпен сорбциялайды. Мысалы, АН-21 шайырымен сорбция кезінде рений мен кейбір ілеспе қоспалардың бөліну коэффициенттері келесідей: рений/кадмий - 1,7×104, рений/мырыш-1,3×105, рений/мышьяк – 6×103, рений/сульфат ионы-8×103.
Әлсіз негізді кеуекті аниониттер әртүрлі құрамды ерітінділерден ренийді жақсы сорбциялайды. Кеуекті шайырлардың гельді иониттерге қарағанда меншікті беттік ауданы үлкен (20-100 м2/г). Кеуектердің жалпы көлемі әдетте 0,3-0,4 см3/г. Кеуекті иониттің құрылымы табиғаты мен кеуектүзгіш реагенттердің (изооктан немесе бензин) мөлшеріне байланысты. Мұндай иониттердің сыйымдылық параметрлері жоғары, салыстырмалы түрде аз ісінеді, салмағы аз, агрессивті ортада төзімді.
АН-21П типті кеуекті аниониттер ренийге селективтілігі мен сыйымдылығы жоғары иониттер болып табылады, олардың құрамында 16-20 % байланыстырушы агент дивинилбензол (ДВБ) және 0,8-1% изооктан (шайыр массасынан) бар. Ренийді осы анионитпен сорбциялау кезінде ренийдің иониттен бірінші өтіп кетуіне дейін ерітіндінің 185 көлемін (бағандағы сорбент көлеміне қатысты бастапқы ерітіндінің көлемі) өткізуге, ал рений бойынша ионит толық қаныққанға дейін - 385 ерітінді көлемін өткізуге болады.
Мұндай шайырларда «елек» эффектісі байқалады, сондықтан құрамында молибден бар ерітінділерден ренийді іріктеп сорбциялауға болады. Сорбенттің ұсақ кеуекті құрылымы аз қышқылды ортада түзілетін ірі полимерленген молибден(VI) – Мо7O6-, Mo7O204-, Mo2O252+ иондарының иониттің ішкі жағына енуіне жол бермейді. Ал мономерлі перренат иондары ісінген шайыр матрицасының барлық көлемінде иониттің функционалды топтарымен оңай байланысады. "Елек" эффектісі әлсіз қышқыл ортада толығымен жүзеге асырылады, қышқылдық жоғарылаған кезде ренийдің сорбциялануы нашарлайды.
Құрамында байланыстырушы агенттің мөлшері жоғары басқа да төмен негізді шайырлар да ренийді жақсы сорбциялайды. Мысалы, АН-82-14 ионитінің молибден бойынша сыйымдылығы небәрі 20 мг/г құрайды, ал ал тура бірдей жағдайда рений бойынша - 203 мг/г. Әлсіз негізді иониттерде ренийді сорбциялау жылдамдығы ішкі диффузиямен шектеледі, активтендіру энергиясы ~9,5 ккал/моль (39,8 кДж/моль).
Жоғарыда айтып өткендей, төмен негізді иониттердің маңызды артықшылығы – олардан ренийді аммиак ерітінділерімен элюциялау мүмкіндігі, бұл аралық операцияларсыз аммоний перренатын алу процесін жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Ренийдің десорбциялау көрсеткіші фазалардың 1:1 ара қатынасында аммиак ерітінділерімен бір сатыда: АН-20 үшін - шамамен 100% (біраз бөлігі тіпті сумен элюцияланады); АН-21 – 85 %; АН-22 – 70 %.
Әлсіз негізді шайырлардан рений элюциясының ең үлкен көрсеткіші 2-6 н. Н аммиак ерітіндісімен және 80 ℃-де байқалады. Мысалы, 3 н. аммиак ерітіндісінің 15-20 көлемін өткізгенде ренийдің 96-98 % десорбциланған, ал алынған десорбаттағы рений мөлшері 1-1,5 г/л құрайды. Металдың негізгі (80 % дейін) мөлшері аммиактың 2-3 көлемін өткізген кезде десорбцияланады, бұл ретте алынған элюаттағы ренийдің орташа концентрациясы - 4 г/л болады.
Әлсіз негізді аниониттерде ренийді сорбциялау және аммиакпен десорбциясы процестеріндегі металдың концентрациялану дәрежесі оның бастапқы ерітіндідегі құрамына және фазалық қатынасына байланысты 30-1500-ге жетеді.
Күшті сілтілі және күшті қышқылды ерітінділерден күшті негізді иониттер ренийді толығымен және селективті түрде сорбциялайды. Мұндай аниониттердің ең жақсысы (АВ-17, АВ-18, АВ-27, АМП) 0,05-5 н. сілтілі ерітінділерінен ренийдің 98 % - дан астам мөлшерін сорбциялайды. Күшті негізді аниониттер үшін шайырдың бастапқы түрі (сульфат, нитрат, хлорид, гидроксид және т. б.) сорбциялық көрсеткіштерге айтарлықтай әсер етпейді процесс. Сонымен қатар, ерітіндінің сілтілігі (> 0,5 н) жоғары болғанда, рений анионды MoO42-, SO42-, PbO22-, CO32- қоспалардан толық тазартылады. Бұл жағдай қышқылдығы жоғары ерітінділерде де байқалады.
Логарифмдік координаттардағы АМ және АМП типті аниониттердегі рений сорбциясының изотермалары көлбеу бұрышының тангенсі 1-ге тең түзу сызықты. Бұл ренийдің таралу коэффициентінің оның ерітіндідегі концентрациясынан тәуелсіздігін және реакция арқылы екі фаза арасында бөлінетін ренийдің (VII) иондық формаларының бірдей екендігін