[发明专利]一种弱碱性高交联阳离子交换树脂及其合成方法

说明书

本发明属于化工领域，提供了一种弱碱性高交联阳离子交换树脂及其合成方法，所述树脂的合成包括：树脂白球的制备、白球的氯甲基化、氯甲基化树脂氨化以及树脂官能化改性。本发明合成的弱碱性高交联阳离子交换树脂对粉煤灰酸浸液中的稀土离子具有选择性回收性能，树脂吸附性能好，且可重复利用。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种阳离子交换树脂的合成。

背景技术

稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能够与其它材料组成性能各异、品种繁多的新型材料。它最显著的功能就是大幅度提高其它产品的质量和性能，因此，被广泛应用于储氢材料、磁性材料、新能源、特殊钢材等高新技术领域。稀土在自然界中除了以氟碳铈矿、独居石、离子吸附型稀土矿、磷忆矿等形式存在以外，还分散存在于煤、油页岩等矿物中。随着稀土用量的增长和稀土资源的开发，从相关矿产资源的灰渣中富集回收痕量稀土成为研究热点。

目前，从灰渣原料中富集稀土多采用萃取法和沉淀法。萃取法相对成本较高，易造成环境污染。专利文件CN101781719A公开了一种从油页岩灰渣中回收稀土的方法，采用萃取剂，需要进行多次萃取，才能达到稀土富集的目的。沉淀法容易引入杂质，富集效率有限。

准格尔矿区粉煤灰中稀土氧化物REO质量含量约为0.09％～0.12％。根据《DZ/T0204-2002稀土矿产地质勘查规范》，按风化壳离子吸附型稀土矿计，稀土边界品位-稀土氧化物(REO)质量分数：重稀土为0.05％，轻稀土为0.07％。粉煤灰中稀有金属元素REE已经达到边界品位或工业利用最低标准，作为伴生多金属矿床综合利用时尤其具备工业化开采价值。如果能够将上述粉煤灰中的稀土富集回收，不仅是对稀土资源的有益补充，也能实现粉煤灰的高值化利用。

粉煤灰酸浸液中氯化铝含量约为150～330g/L、氯化铁含量约为2.3～4.9g/L、氯化钙含量约为5～12g/L，稀土氧化物总量约为35～63mg/L。粉煤灰酸浸方法参见专利文件CN102145905A。但酸浸液中氯化铝含量较高，传统的稀土富集方法不适合，因此，需要开发新的富集方法。

发明内容

本发明旨在提供一种弱碱性高交联阳离子交换树脂，能够从粉煤灰酸浸液中回收稀土离子，实现从粉煤灰中富集稀土。

本发明的内容通过以下技术方案实现。

第一个方面，本发明提供一种弱碱性高交联阳离子交换树脂的合成方法，包括以下步骤：

(1)树脂白球制备：配制水相，并在搅拌下升温至40-60℃；配制油相并加入至水相中，静置，成球搅拌，然后升温至70-90℃反应5-7h，过滤，用甲缩醛提取，经水洗、烘干得到干白球；其中，油相为苯乙烯：二乙烯苯：汽油：过氧化苯甲酰＝(89～110g)：(6～12g)：(100～150g)：(0.5～2g)，优选为(91～102g)：(7.5～10g)：(100～140g)：(0.5～1g)，水相为10％的NaCl水溶液：聚乙烯吡咯烷酮：0.1％的次甲基蓝水溶液＝(180～270ml)：(1～4g)：(1～7ml)，优选(210～250ml)：(2～3g)：(3～5ml)；

(2)白球的氯甲基化反应：将干白球、氯甲醚和无水氯化铁混合，在一定温度下回流反应一定时间，反应结束后降温至室温，过滤，水洗后抽干得到氯甲基化树脂，其中，干白球：氯甲醚：无水氯化铁＝100g：(580～800ml)：(60～100g)，优选为100g：(720～800ml)：(75～90g)；所述温度为35～60℃，优选40～50℃；反应时间为10～24h，优选15～20h；