Технология получения ионообменных полимеров поликонденсационного типа на основе отходов химических производств

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время в мире ионообменные полимеры находят широкое применение в процессах деминерализации и очистки производственных и сточных вод, в металлургической, химической и других областях. Одной из актуальных задач является создание и разработка технологических процессов получения ионообменных полимеров, с высокими показателями сорбционных и физико-химических свойств и дальнейшим исследованием научных основ управления эксплуатационными показателями полученных ионнообменников . За годы независимости нашей Республики особое внимание уделено научным изысканиям, направленным на получение различного класса комплексообразующих катионитов, анионитов с селективными свойствам к ионам меди, никеля, кобальта, молибдена путем поликонденсации фурфурола с такими соединениями как акриловая кислота, полиэтилен полиамина, бензогуанидин а также синтезу новых термо-химостойких ионитов поликонденсационного типа на основе гетероциклического альдегида фурфурола, и соединений содержащих ароматические циклы. В связи с этим, можно особенно подчеркнуть создание технологических процессов получения новых термохимически стабильных ионитов поликонденсационного типа. Во всем мире налажены технологии производства ионообменных материалов полимсризационного типа на основе мономеров, таких как дивинилбензол, ди винил бензол, стирол, акриловая кислота, винилпиридины и проводятся научные изыскания с целью решения актуальных задач. При производстве ионообменных полимеров необходимо учитывать ряд решений, в частности, по следующим направлениям: очистка производственных и сточных вод и снижение их жесткости; извлечение ионов цветных металлов из производственных технологических растворов металлургических производств; решение задачи охраны окружающей среды и т.д. которые являются актуальной проблемой. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач Президента Республики Узбекистан № ПП-1072 «О программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации, техническому и технологическому перевооружению производств на 2009-2014 годы» от 12марта 2009 года, № ПП-1442 «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» от 15 декабря 2010г., № У П-4891 «Критический анализ производства и состава товаров (работ, услуг),углубление локализации производств направленных на импортозамещенис» от 6 апреля 2017г. и № ПП-2915 «Правовые основы деятельности инспекции по контролю за образованием, сбором, хранением, перевозкой, утилизацией, повторной переработкой, захоронением, реализаций отходов при государственном комитета по экологии и охраны окружающей среды Республики Узбекистанмот 21 апреля 2017г.» а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Цель исследования: Разработка технологии получения доступных, дешевых тсрмо-химостойких, механически прочных ионообменных полимеров поликонденсационного типа, на основе кубовых отходов ШГХК и вторичного продукта гидролизной промышленности фурфурола. Научная нови та диссертационного исследования: для введения ионогенных групп разработаны способы получения полимера путем реакции поликонденсации на основе кубовых отходов ШГХК и фурфурола; определены зависимости температуры реакции, катализатора, концентрации исходных мономеров на реакцию образования полимеров; разработаны технологические режимы процесса сульфирования полученного полимера; определены основные свойства катионитов с использованием современных физико-химических методов анализа с целью практического применения полученных ионитов; применены полученные катиониты для умягчения артезианских а также вод предприятий химических и гидрометаллургических. Заключение 1. Разработан новый полимер в качестве полимерной матрицы при синтезе ионообменных полимеров путем реакции поликонденсации кубовых отходов химических производств (ШГХК) с фурфуролом. На основании кинетических исследований реакции получения полимера поликонденсацией кубовых отходов и фурфурола и процесса химических превращений его, определены значения константы скорости и энергия активации реакции. Л также показана зависимость технологии получения ионитов от температуры реакции, концс1гграции исходных веществ и катализатора и других факторов. 2. Изучена реакция полимераналогичных превращений полученного полимера. Сульфированием полимера синтезированные сульфокатиониты с обменной емкость по О,IN раствору NaOH-5,0-5,5 мг-экв/г. На основа нии исследований основных кинетических закономерностей ре акции сульфирования полимера в зависимости от рахзичных факторов, раз работай способ получения сульфокатионита с высокими показателями основных свойств. 3. Определена корреляционная зависимость основных физикохимических свойств ионита от химического состава (сорбция ионов натрия, кальция, магния, меди, никеля, и других ионов, сорбционная способность, степень диссоциации ионногенных функциональных групп), сорбционных и физико-химических свойств исходных мономеров, пригод пых для получена импортозамещающих ионитов. 4. На основании анализа физико-химических, химических и сорбционных свойств ионитов определена область практического применения, а также рекомендация к применению их в процессах очистки и умягчения производственных вод АО «Кукон суперфосфат заводи» и ООО «Asian Diamond Classic».