專利名稱：一種離子交換樹脂的制備方法
技術領域：
本發明涉及鈾礦采冶技術領域，具體涉及一種離子交換樹脂的制備方法。
背景技術：
隨著鈾礦開采技術的發展，原地浸出工藝由于不需要將礦石開采出來進行溶浸，生產過程簡單、投資少、建廠快、生產成本低，因此作為主要發展方向。由于地浸浸出液鈾含量低，用萃取法進行富集不易實現，只能用離子交換樹脂進行吸附。可選用的有螯合樹脂和陰離子交換樹脂。螯合樹脂抗干擾能力強，其不足之處是淋洗困難，而且本身價格昂貴，只能在特定條件下使用。鈾礦浸出液在采用離子交換工藝提取鈾時，對離子交換樹脂提出了更高的要求選擇性好，鈾吸附容量高，交換速度快。從目前的情況來看，用于地浸工藝鈾吸附容量較高的陰離子交換樹脂有吡啶樹·月旨，均孔型樹脂(如D0Wex21K，美國Dow公司商品樹脂)。烏克蘭生產的吡啶樹脂，由于其吡啶環的特性(在堿性條件下的化學不穩定性)，只能用于酸法提鈾；而00硏^211(對酸法，堿法均適用。所謂高吸附鈾容量，原因在于使用體系中樹脂對鈾的高選擇性吸附，而高選擇性在于樹脂獨特的物理結構所決定。要獲得選擇性好，吸附容量高，交換速度快的用于鈾礦地浸的離子交換樹脂，研究樹脂的物理結構是最有效的途徑之一。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于鈾礦地浸工藝的選擇性好，鈾吸附容量高，交換速度快的堿性陰離子樹脂的制備方法。實現本發明目的的技術方案一種離子交換樹脂的制備方法，其包括如下步驟(I)懸浮聚合反應配制分散劑溶液將明膠加入水中，攪拌得到明膠溶液，其中明膠的加入量5g/L^10g/L ;然后向每升明膠溶液中再加入質量百分比濃度為O. 19Γ0. 2%次甲基藍水溶液IOml 20ml ；配制有機相將二乙烯苯、苯乙烯混合均勻，其中二乙烯苯的質量百分比為15°/Γ30%，苯乙烯的質量百分比為70°/Γ85% ;然后向二乙烯苯和苯乙烯的混合物中加入過氧化二苯甲酰和致孔劑，過氧化二苯甲酰的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的O. 5°/Γ %，致孔劑的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的30°/Γ 10% ；所述的致孔劑包括A組分和B組分，A組分為液體石蠟或白油，B組分為甲苯或二甲苯，其中A組分與B組分的質量比為是4 : (O. 5 2);將上述配制的分散劑溶液和有機相在45°C 50°C攪拌混合，其中分散劑溶液與有機相的體積比為2 3:1 ;并逐步升溫進行聚合反應0. 5h升至60°C，保溫Ih ;再O. 5h升至70°C，保溫2h ;再O. 5h升至80°C，保溫6h ;再O. 5h升至85°C，保溫4h ;最后對所得產物抽濾，水洗，干燥，篩分，得到白球珠體；(2)氯甲基化反應
向步驟(I)所得白球珠體內加入氯甲醚，氯甲醚的質量為白球珠體質量的2 3倍；靜置膨脹2 3h，然后加入催化劑氯化鋅，在4(T42°C進行氯甲基化反應，反應時間14 18h，得到氯球；(3)胺化反 應向步驟(2)所得氯球內加入甲醇，開動攪拌，室溫下膨脹2h，甲醇的加入量為氯球質量的O. 3^0. 5倍；然后降溫至15°C，滴加三甲胺水溶液，用液堿調節pH值大于9，在18 25°C反應5 IOh ;三甲胺水溶液的濃度為30% 50%，加入量為氯球質量的2 4倍；抽濾胺化母液，再加入10%的氯化鈉溶液，開動攪拌。最后加鹽酸中和至pH為2 5，攪拌6h，維持溫度不高于25°C;水洗至pH為6 7，得到樹脂。如上所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其步驟(I)所述的致孔劑的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的40°/Γ70%。如上所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其步驟(I)中所述的致孔劑的A組分與B組分的質量比為是4 (O. 7 I)。如上所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其步驟(I)中交聯劑二乙烯苯的交聯度范圍為5°/Γ 5%。如上所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其步驟(I)中交聯劑二乙烯苯的交聯度范圍為7% 10%。本發明的有益效果在于本發明制備的堿性陰離子樹脂具有下述優良性能(a)良好的吸附鈾的動力學性能，使其能適應大流量、高流速的固定床吸附操作；(b)對此03_較低的吸附率，避免了在吸附鈾時消耗過多的HC03_以及對地下浸出產生不良影響；(c)在浸出液吸附工藝中，都呈現出對低鈾濃度浸出液較高的鈾吸附容量；(d)具有較好的淋洗性能，合格液床體積可以控制在3 4倍床體積，合格液鈾濃度高，這使后續沉淀工序的試劑消耗大幅度地降低；(e)在實際運行中，鈾的吸附飽和容量超過100mgU/mL濕R，明顯優于同類型商品樹脂。
圖I為本發明所述的一種離子交換樹脂的制備方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明所述的一種離子交換樹脂的制備方法作進一步描述。實施例I如圖I所示，本發明所述的一種離子交換樹脂的制備方法包括如下步驟(I)懸浮聚合反應配制分散劑溶液將明膠加入IL水中，攪拌得到明膠溶液，其中明膠的加入量Sg/L ;然后向每升明膠溶液中再加入質量百分比濃度為O. 1%次甲基藍水溶液16ml。配制有機相將二乙烯苯(DVB)、苯乙烯(ST)混合均勻，其中二乙烯苯的質量百分比為25%，苯乙烯的質量百分比為75% ;然后向二乙烯苯和苯乙烯的混合物中加入過氧化二苯甲酰(BPO)和致孔劑，過氧化二苯甲酰的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的O. 8%，致孔劑的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的60% ；所述的致孔劑包括A組分和B組分，A組分為液體石蠟，B組分為甲苯，其中A組分與B組分的質量比為是4 :1。交聯劑二乙烯苯的交聯度范圍為8%。將上述配制的分散劑溶液和有機相在45°C攪拌混合，其中分散劑溶液與有機相的體積比為3:1 ;并逐步升溫進行聚合反應0. 5h升至60°C，保溫Ih ;再O. 5h升至70°C，保溫2h ;再O. 5h升至80°C，保溫6h ;再O. 5h升至85°C，保溫4h ;最后對所得產物抽濾，水洗，干燥，篩分，得到白球珠體。(2)氯甲基化反應向步驟(I)所得白球珠體內加入氯甲醚，氯甲醚的質量為白球珠體質量的3倍；靜 置膨脹2h，然后加入催化劑氯化鋅，在40°C進行氯甲基化反應，反應時間15h，得到氯球.(3)胺化反應向步驟(2)所得氯球內加入甲醇，開動攪拌，室溫下膨脹2h，甲醇的加入量為氯球質量的O. 4倍；然后降溫至15°C，滴加三甲胺水溶液，保證pH值大于9，在25°C反應6h ;三甲胺水溶液的濃度為40%，加入量為氯球質量的4倍；抽濾胺化母液，再加入10%的氯化鈉溶液，開動攪拌。最后加鹽酸中和至pH為2，攪拌6h，水洗至pH為6，得到樹脂。上述反應的方程式如下
權利要求
1.一種離子交換樹脂的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (O懸浮聚合反應 配制分散劑溶液將明膠加入水中，攪拌得到明膠溶液，其中明膠的加入量5g/L^10g/L ;然后向每升明膠溶液中再加入質量百分比濃度為O. 19Γ0. 2%次甲基藍水溶液IOml 20ml ； 配制有機相將二乙烯苯、苯乙烯混合均勻，其中二乙烯苯的質量百分比為15°/Γ30%，苯乙烯的質量百分比為709Γ85% ;然后向二乙烯苯和苯乙烯的混合物中加入過氧化二苯甲酰和致孔劑，過氧化二苯甲酰的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的O. 59Tl%，致孔劑的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的309^110% ； 所述的致孔劑包括A組分和B組分，A組分為液體石蠟或白油，B組分為甲苯或二甲苯，其中A組分與B組分的質量比為是4 : (O. 5 2); 將上述配制的分散劑溶液和有機相在45°C 50°C攪拌混合，其中分散劑溶液與有機相的體積比為2 3:1 ;并逐步升溫進行聚合反應0. 5h升至60°C，保溫Ih ;再O. 5h升至700C，保溫2h ;再O. 5h升至80°C，保溫6h ;再O. 5h升至85°C，保溫4h ;最后對所得產物抽濾，水洗，干燥，篩分，得到白球珠體； (2)氯甲基化反應 向步驟(I)所得白球珠體內加入氯甲醚，氯甲醚的質量為白球珠體質量的2 3倍；靜置膨脹2 3h，然后加入催化劑氯化鋅，在4(T42°C進行氯甲基化反應，反應時間14 18h，得到氯球； (3)胺化反應 向步驟(2)所得氯球內加入甲醇，開動攪拌，室溫下膨脹2h，甲醇的加入量為氯球質量的 O. 3^0. 5 倍； 然后降溫至15°C，滴加三甲胺水溶液，用液堿調節pH值大于9，在18 25°C反應5 IOh ；三甲胺水溶液的濃度為30°/Γ50%，加入量為氯球質量的2 4倍； 抽濾胺化母液，再加入10%的氯化鈉溶液，開動攪拌。
最后加鹽酸中和至PH為2 5，攪拌6h，維持溫度不高于25°C;水洗至pH為6 7，得到樹脂。
2.根據權利要求I所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的致孔劑的加入質量為二乙烯苯和苯乙烯混合物總質量的409Γ70%。
3.根據權利要求I所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的致孔劑的A組分與B組分的質量比為是4 : (O. 7 I)。
4.根據權利要求I所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其特征在于步驟(I)中交聯劑二乙烯苯的交聯度范圍為59Γ15%。
5.根據權利要求4所述的一種離子交換樹脂的制備方法，其特征在于步驟(I)中交聯劑二乙烯苯的交聯度范圍為79TlO%。
全文摘要
本發明提供一種離子交換樹脂的制備方法，其包括如下步驟(1)將分散劑溶液和有機相攪拌混合，并逐步升溫進行聚合反應；(2)向所得白球珠體內加入氯甲醚，然后加入催化劑氯化鋅進行氯甲基化反應；(3)向所得氯球內加入甲醇，滴加三甲胺水溶液，再加入10％的氯化鈉溶液，最后加鹽酸中和，水洗得到樹脂。本發明的離子交換樹脂選擇性好，鈾吸附容量高，交換速度快。
文檔編號C08F212/36GK102898569SQ20121040822
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者劉乃忠, 何望林, 杜志明, 蘇學斌, 郭忠德, 李建華, 牛玉清, 吳旭紅, 常喜信, 程宗芳, 沈紅偉, 楊少武 申請人:核工業北京化工冶金研究院