1. Nazariy qism

2

12


9

6

3


0
Konsentratsiya Au, С_pr, mg-ekv/l
Chizma №36. Turli xil qatronlarda oltinni sorbsiyalash: 1 - AM-2Б qatroni;
2 - AM gelli tuzulish.
Ionalmashinuv jarayoni tezligi ionlarning difuziyasi tezligiga bog’liq bo’lib, ionlarning suyuqlik qavatida erish tezligiga va ionitga birikishi bilan izohlanadi. Ba’zi hollarda ikki holatda ham jarayonni nazorat qilish mumkin. Sian anionlarining sorbsiyalash jarayoni tezligi ko’p hollarda anionitning ichki diffuziya tezligi bilan aniqlanadi. Bu esa anionitlarning o’lchamining [Au(CN)₂]^- kichiklashishi bilan sorbsiyalash ham tezlashishini ko’rsatadi (Chizma-36).
Eng yaxshi qatronlardan yana biri АП-2 dir. Jarayonning davomiyligi, s.

		1
		2

a_Au, mg/g 4

3,2

2,4

1,6

0,8

0 2 4 6 8 10 24

Chizma №37. Sian eritmalaridan oltinni qatronlarga sorbsiyalash tezligi. 1-АP-2-4p; 2- АН-18-4p.
Oltinni sian eritmalaridan sorbsiyalashda anionitni oltinga nisbatan hajmi sian eritmalaridagi nodir bo’lmagan qo’shimcha metallar miqdoriga bog’liq bo’ladi.
a_Au, mg-ekv/g
0,06

		1		11
			2
			3 4
		2
					5

0,05

0,04

0,03

0,02

0
0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4

Chizma №38. Qo’shimcha metallar konsentratsiyasining AM anioniti hajmiga ta’siri (С_Аu = 0,013 mg-ekv/g = 2,5 mg/l): 1 -Fe ; 2 - Cu; 3 -Со; 4 -Ni; 5 - Zn.
Eritmadagi oltin miqdori 2,5 mg/l bo’lganda anionitga qo’shimcha metallar ishtirokida sorbsiyalanish jarayoniga ta’siri 38–chizmada keltirilgan. Sianli eritmalardan oltinni boshqa anionitlar bilan sorbsiyalanish tezligi 37-chizmada tasvirlangan. Oltinni ajralish jarayoni boshlanishida tez amalga oshadi: 1-soat ta’sirlashishda umumiy ajralishning 50-60% ajralib chiqadi, 2-4 soat mobaynida 70-80% ajralsa, undan so’ng jarayon zudlik bilan sekinlashadi.
Jarayonga ta’sir etuvchi metallardan biri bu rux anionlari, shuningdek ko’p miqdorda nikel, kobalt, mis va temir anionlaridir. Anionitni oltinga nisbatan hajmida qo’shimcha anionlarning konsentratsiyasi muhim rol o’ynaydi. Eritmada oltin anioni [Au(CN)₂]^- ko’p bo’lsa qatronning oltinga nisbatan hajmi oshadi, aksincha eritmada qo’shimcha metallar konsentratsiyasi ko’p bo’lsa anionnining oltinga nisbatan hajmi qisqaradi.
Oltin va kumush sian eritmalarida quyidagi kompleks ko’rinishida bo’ladi: [Au(CN)₂]^-, [Ag(CN)₂]^-, [Ag(CN)₃]^2- va [Ag(CN)₄]^3-. Shuning uchun ham ularni sorbsiyalash uchun anionitlar ishlatiladi. Nodir metallarni anionitlar yordamida sorbsiyalash quyidagi reaksiyalar yordamida borishi mumkin:
RCl + [Au(CN)₂]^- = R[Au(CN)₂]^- + Cl , (113)
RCl + [Ag(CN)₂]^- = R[Ag(CN)₂]^-+ Cl (114)
Odatda oltin va kumushdan boshqa eritmada qo’shimcha metallar kompleks ko’rinishida bo’ladi [Cu(CN)₂]^-, [Cu(CN)₃]^2-, [Cu(CN)₄]^3-, [Zn(CN)₃]^-, [Zn(CN)₄]^2--, [Ni(CN)₄]^2-, [Co(CN)₆]^4-, [Fe(CN)₆]^4-, natijada ular ham ionit tarkibiga sorbsiyalanadi. Bu esa anionitni ishchi hajmini keraksiz metallar bilan to’lishiga olib keladi va nodir metallga nisbatan qatron ishchi hajmi kamayadi.
RCl + CN^- = RCN + Cl (115)
RCl + OH^- = ROH + Cl (116)
Bundan tashqari sinil eritmasida erigan juda ko’p qo’shimcha element ionlari ham sorbsiyalanadi.
RCl + Cu(CN)₂ = RCu (CN)₂ + Cl (117)
2RCl + Zn(CN)^2-₂ = R₂ Zn(CN)₂^- + 2Cl (118)
4RCl + Fe(CN)^4-₆ = R₄ Fe(CN)₆ + 4Cl (119)
RCl + CNS^- = RCNS + Cl^- (120)
Sorbsiyali sianlashga ishlatiladigan anionitlarga qo’yiladigan asosiy talablar quyidagilar:
1) Nodir metallarga nisbatan yuqori hajmga ega bo’lishi (mg/g, g/kg, kg/t);
2) Anionitni yuqori selektivlik xossasi;
3) Anionitni regeneratsiyalashda oltin va kumushni oson desorbsiyalash;
4) Anionitni yuqori mexanik va kimyoviy mustahkamligi;
5) arzon bo’lishi.
Sianlash jarayonida oltin va kumushni sorbsiyalashda quyidagi ko’rinishdagi anionitlar ishlatilishi mumkin:
1) Kislotali va ishqoriy muhitda kuchli darajada dissotsialanuvchi, to’rtlamchi ammoniy yoki piridin asosli funksional guruhga ega bo’lgan kuchli asosli anionitlar (АМ, АВ-17, АМП);
2) Betaraf va ishqoriy muhitda qiyin dissotsialanuvchi, birlamchi =NН₃⁺, ikkilamchi =NH₂⁺va uchlamchi =NН⁺ aminoguruhga ega bo’lgan kuchsiz asosli anionitlar (АН-18, АН-21, АН-31);
3) Aralash asosli anionitlar, ya'ni polifunksiyali - kuchli asosli va kuchsiz asosli guruxlarni saqlagan anionitlar (АМ-2Б, АП-2, АП-3).
Piridin guruxini tashkil qilgan anionitlar ishqoriy muhit mustahkam emas, shuning uchun ham sian eritmalarida kam ishlatiladi.
Sianlash jarayonida ishlatiladigan anionitlar divinilbenzol bilan sopolimerizatsiyalanib olinadi. Anionit tarkibida DVB 4-12 %gacha bo’ladi. DVBning konsentratsiyasi ortishi bilan anionit mustahkamligi oshadi, lekin anionit hajmi kamayadi.
Kuchli asosli anionitlar faqatgina qo’shimchasi kam bo’lgan sian eritmalardan oltin va kumushni ajratib olishda qo’llaniladi. Shuningdek ular oltin ishlab chiqarish fabrikalari chiqindi suvlardan sian birikmalaridan tozalashda qo’llaniladi.
Kuchsiz asosli anionitlar demitil aminlardan tuzilgan bo’lib, nodir metallarni sianli birikmalarini sorbsiyalash selektivligi ancha yuqori. Biroq uning umumiy hajmi kuchli asosli anionitlar hajmidan kam bo’ladi. Bunga sabab, ularning faol guruhlari ishqorli muhitda kam dissotsatsiyalanadi.
Ionitlar odatda gelko’rinishda tayyorlanadi, ammo so’nggi vaqtlarda keng yuzali ionalmashinuchi qatronlar olish keng tarqaldi. Ularni sust suyultirgichlarni sopolimerizatsiyalash reaksiyalari natijasida olinib(masalan izooktan), so’ngra polimerlar ichidan suyultirgichlar chiqarib yuboriladi(izooktan suv bug’ida qizdirib yo’qotiladi). Ionit o’zida qotgan shakldagi gubka hosil qiladi (g’ovakli material).
Turli miqdorda suyultirgichlarning qo’shilishi natijasida ionitda keng miqyosida teshikchalar (g’ovaklar) hosil bo’lishini nazorat qilish imkoni tug’iladi (teshikchlar radiusi 120-2000 A, odatiy ionlar uchun 10A⁰).
Keng yuzali ionitlar rivojlangan yuzaga ega bo’lib, ularning g’ovaklari hajmi va o’lchamlari boshqa odatiy ionitlarga qaraganda katta va kengdir. Gel ko’rinishdagi ionitlar solishtirma yuzasi 0,1-0,2 g/m²ni, keng g’ovakli (makroporistiy) ionitlar esa solishtirma yuzasi – 30 – 80 g/m²ni tashkil qiladi. Keng g’ovaklining solishtirma yuzasi katta bo’lishi, ionlarning diffuziyasini yengillashtirishi hisobiga uning tezligini gel ko’rinishdagi ionitga qaraganda bir necha bor oshiradi. Shuningdek keng yuzali ionitlarning gel ionitlarga nisbatan afzalligi shundaki ular mexanik va kimyoviy jihatdan juda mustahkam bo’lib, ko’p marotaba qo’llanilishiga sabab bo’ladi.
Sian eritmalaridan oltin va kumushni sorbsiyalashda ion almashuv hajmi va selektivligi jihatidan juda yuqori, kuchli va kuchsiz asosli ionogen guruhlarga ega bo’lgan bifunksiyali anionitlar hozirgi kunda keng qo’llanilmoqda. Bunga AM-2B markali anioniti misol bo’la oladi. Uning tarkibi aminlangan, xlormetil radikalidani borat stirol va DVB, trialkilamin aralashmasidir.
Qatronning tuzulishi quyidagicha ko’rinishga ega:

Anionit AM-2B yuqori mustahkamlikka ega, DVBni konsentratsiyasi 10-12%gacha. Kuchli va kuchsiz asosli guruhlar bir xil miqdorda – 50% dan.
AM-2Б anionining tavsifi: С1 ioniga to’liq sig’imi 0,1n HCl eritmasiga nisbatan 3,2 g /mg-ekv 0,1n hisobidan, NaCl (kuchli asosli guruhdan) eritmasi 1,1 g /mg-ekv; yuklanadiga bo’sh qatronning massasi 0,42g/sm³; qatron namligi 58%; solishtirma yuzasi 32m²/g; asosiy g’ovaklikning o’rtacha radiusi 100A; suvda shishuvchanligi 2,7-3,0; anionitning yirikligi 0,6-1,2 mm(93-95%).
AM-2Б anioniti mexanik jihatdan yuqori mustahkamlikka ega, uning yuqori mexanik va energetik xususiyatlari sanoatning sianlash amaliyotida keng qo’llanilishini ta’minlaydi. Qatron yuklanishidan avval uch-to’rt hajmli 0,5% li HCl eritmasi bilan yuviladi [8].
Sorbsiyali sianlash jarayonida keng g’ovakli ionitlardan АП-3, АП-2 va boshqalar qo’llaniladi. Anionit АП-3 tarkibida 30dan 70% gacha kuchli asosli guruh tashkil qilib, tuzulish jihatdan AM-2Б ga o’xshashdir.
Anionit АП-2 diamin va metilmetilendiamin ishtirokida polimerlanib olinadi.
Anionit АП-2 quyidagi tuzulishga ega:

U bifunksional yoki qo’sh funksiyalik xossasini diaminlar borligi uchun ikki ionlashgan guruhning har xil konstanta farqi asosida hosil bo’lishiga asoslangan. Diaminning molekulalaridan biri benzol halqasidagi xlormetil bilan bog’lanadi va to’rtlamchi amin asosini hosil qiladi, ikkinchi molekula erkinligicha qolib uchlamchi amin guruhi xossasini namoyon qiladi. Ikki ionlashgan aminoguruhning bo’lishi ionitning oltinga nisbatan selektivligini, ya’ni tanlovchanligini oshiradi va oltinga nisbatan hajmi ham sezilarli darajada oshadi.