Магнітні частки і спосіб їх одержання, композиційний магнітний матеріал і спосіб видалення забруднювальних іонів з водного розчину

1. Магнитные частицы, .содержащие ядро из магнитного материала, окруженное полимером, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что полимер представляет собой смесь волокнистого материала и твердого связующего агента. 2. Магнитные частицы по п.1, о т л ич а ю щ и е с я тем, что ядро представляет собой оксид железа. 3. Магнитные частицы по п.1, о т л ичающиеся тем, что волокнистый материал представляет собой волокна органического полимера. 4. Магнитные частицы по п.З, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что органический полимер представляет собой целлюлозу. 5. Магнитные частицы по п.1, о т л ич а ю щ и е с я тем, что связующий агент представляет собой агар-агар. 6. Способ получения магнитных частиц, включающий перемешивание или смешивание ядер из магнитного материа ла и полимерного материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ядра из магнитного материала перемешивают или смешивают с суспензией, содержащей волокна органического полимера и связующий агент, отверждают связующий агент с осуществлением связывания волокон вокруг ядер из магнитного материала, с последующим отделением полученных магнитных частиц от суспензии. 7. Способ по п.6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что связующий агент отверждают замораживанием или полимеризацией, или испарением растворителя. 8. Способ по п.6 или 7, о т л и ч аю щ и й с я тем, что волокнистый материал представляет собой целлюлозу, а связующий агент представляет собой агарагар, который сшивают эпихлоргидрином или а,а-дихлорпараксилолом, или 1,8-дихлороктаном. 9. Способ по п.6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы подвергают термообработке. 10. Способ по пп.6-9, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после отделения от суспензии агрегаты полученных магнитных частиц измельчают до требуемого размера. 11. Композиционный магнитный материал, состоящий из магнитных частиц, заключенных в полимерную смолу, которая содержит или к которой присоединены группы, селективные по отношению к определенным ионам, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве магнитных частиц используют частицы, содержащие ядро из магнитного материала, окруженное полимером, представляющим собой смесь волокнистого материала и твердого связующего агента. 12. Композиционный магнитный материал по п. 11, о т л и ч а ю щ и й с я KJ О 26512 тем, что ядро представляет собой оксид железа. 13 Композиционный магнитный материал по п. 11, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокнистый материал представляет собой волокна органического полимера. 14. Композиционный магнитный материал по п. 13, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что органический полимер представляет собой целлюлозу. 15. Композиционный магнитный материал по п. 11, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что связующий агент представляет собой агар-агар, 16. Композиционный магнитный материал по п. 11, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в полимерную смолу, содержащую функциональные группы, специально предназначенные для селективной абсорбции определенных ионов. 17. Композиционный магнитный материал по п.16, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что полимерная смола содержит амидоксимные, фенслформальдегидметиленсульфогруппы или четвертичные аммонийные группы. 18. Композиционный магнитный материал по п.16, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в органическую полимерную смолу, содержащую связанные с ней частицы селективных аосорбентов. 19. Композиционный магнитный материал по п.18, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что селективные абсорбенты представляют собой гексацианоферрат калия и кобальта, диоксид марганца, гидроксиды титана или алюмосиликаты. 20. Композиционный магнитный материал по п.16, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в полимер на силикатной основе. 21. Способ удаления загрязняющих ионов из водного раствора, включающий контактирование очищаемого раствора с частицами композиционного магнитного материала, отделение частиц композиционного магнитного материала от раствора магнитной фильтрацией, регенерацию отделенных частиц композиционного магнитного материала с использованием соответствующего регенерирующего раствора, отделение регенерированных частиц композиционного магнитного материала от регенерирующего раствора, возвращение отделенных частиц композиционного материала на первую стадию способа, о т личающийся тем, что в качестве композиционного материала используют композиционный магнитный материал, состоящий из магнитных частиц, заключенных в полимерную смолу, которая содержит или к которой присоединены группы, селективные по отношению к определенным ионам, причем в качестве магнитных частиц используют частицы, содержащие ядро из магнитного материала, о к р у ж е н н о г о п о л и м е р о м , представляющим собой смесь волокнистого материала и твердого связующего агента. 22. Способ по п.21, о т л и ч а ю щийся тем, что ядро представляет собой оксид железа. 23. Способ по п.21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокнистый материал представляет собой волокна органического полимера. 24. Способ по п.23, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что органический полимер представляет собой целлюлозу. 25. Способ по п.21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что связующий агент представляет собой агар-агар. 26. Способ по п.21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в полимерную смолу, содержащую функциональные группы, специально предназначенные для селективной абсорбции определенных ионов. 27. Способ по п.26, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что полимерная смола содержит амидооксимные, фенолформальдегидметиленсульфогруппы или четвертичные аммонийные группы. 28. Способ по п.26, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в органическую полимерную смолу, содержащую связанные с ней частицы селективных абсорбентов. 29. Способ по п.28, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве селективных абсорбентов используют гексацианоферрат калия и кобальта, диоксид марганца, гидроксиды титана или алюмосиликаты. 30. Способ по п.21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные частицы заключены в полимер на силикатной основе. 31. Способ по п.21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что контакт частиц композиционного магнитного материала осуществляют с протекающим потоком обрабатываемого раствора. 32. Способ по п.21 или 22, о т л и чающийся тем, что композиционный магнитный материал, содержащий один или несколько селективно абсорби 26512 рованных ионов, подвергают регенерации путем их контакта с регенерирующим раствором кислоты. 33. Способ по пп.1-32, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что загрязняющие ионы являются ионами металлов. Настоящее изобретение относится к магнитным частицам, к способу их изготовления, а также к способу использования указанных частиц для очистки растворов, в частности водных растворов, для удаления загрязняющих ионов, например, тяжелых металлов и радиоактивных изотопов. Очистка воды с целью удаления тяжелых металлов и радионуклидов является одной из основных задач охраны окружающей среды. Во многих случаях вода содержит некоторые количества других твердых или жидких веществ, извлечение которых вместе с загрязнениями было бы неэкономичным, поэтому желательно иметь возможность селективного удаления указанных токсичных веществ. Чаще всего нежелательные компоненты удаляют при обработке воды путем их поглощения твердой фазой или путем их превращения в твердую фазу. После этого вещество можно удалить посредством физического осаждения или в колонке, если частицы - крупные, либо фильтрацией, если частицы мелкие. При обработке больших потоков воды в малых агрегатах необходимо, чтобы превращение загрязняющих веществ в твердую фазу происходило быстро, при этом желательно применение мелких частиц. Кроме того, если частицы являются непористыми, необходимо, чтобы они были мелкими, для получения соответствующего отношения поверхности к объему, с тем, чтобы обеспечить значительную поглощающую способность для данного загрязняющего вещества. Однако фильтрация мелких частиц обычно представляет собой сложный и энергоемкий процесс. В качестве способа селективного удаления загрязнений из воды хорошо известен селективный ионообмен, в особенности, внутрикомплексный (хелатный) ионообмен, при котором металлы удерживаются органическими хелатными группами, связанными с твердым органическим полимером. В кислой среде реакция соединения обычно протекает в обратном направлении. Ранее предлагалось удалять твердые или жидкие фазы из жидкой среды способами, включающими магнитное воздействие. Например, известно применение магнетита с сульфидными группами, который притягивает тяжелые металлы [1]. Известна очистка твердых тел и жидкостей с помощью гранул, состоящих из магнитных частиц, смешанных с веществом, которое абсорбирует удаляемые примеси. Гранулы изготавливают путем смешения магнитных частиц с абсорбентом и прессования их смеси [2]. Известен способ очистки от загрязнений осадков в озерах, реках или океане, согласно которому вещество для селективного ионообмена механически соединяется с магнитными частицами, например, путем смешивания ионообменного вещества с магнитным материалом и формирования гранул из полученной смеси [3]. Известен способ удаления загрязнений из почвы путем ее смешивания с катионитной или анионитной смолой, полимеризованной на магнитном ядре, с последующим отделением магнитных частиц с помощью магнита [4]. Известны (прототип) магнитные частицы, содержащие ядро из магнитного материала, окруженное полимером. Способ получения магнитных частиц включает перемешивание или смешение ядер из магнитного материала с полимером. В указанные магнитные частицы внедряют частицы, обладающие ионообменными свойствами с получением композиционного магнитного материала Связывание частиц с магнитными и ионообменными свойствами полимером предпочтительнее, чем связывание с использованием статического давления. Композиционный магнитный материал, состоящий из магнитных частиц, заключенных в полимерную смолу, которая содержит или к которой присоединены группы, селективные по отношению к определенным ионам, используют для извлечения металлов из раствора. Для этого композиционный магнитный 5 10 15 20 25 30 35 -иг 40 45 26512 материал помещают в раствор, содержащий ионы. Способ удаления загрязняющих ионов из содержащего их водного раствора включает контактирование очищаемого раствора с частицами композиционного материала [5]. Однако полученные известным способом магнитные частицы имеют ограниченную прочность и применение, что вызвано следующими причинами: 1) операция помола, часто применяемая при изготовлении композиционных частиц, оставляет магнитное ядро частично незащищенным от воздействия раствора. При этом многие водные химикаты, употребляемые для обработки или химической регенерации, вызывают частичное растворение магнитного ядра; 2) полимеры, используемые в известном техническом решении, обладают свойством набухания или усадки, что ослабляет связывание. Задачей изобретения является создание таких магнитных частиц, в которых магнитное ядро полностью защищено от воздействия рабочего раствора, а используемые для связывания частиц полимеры не подвергаются набуханию и хорошо сохраняют связующие свойства в процессе эксплуатации полученных частиц, а также создание композиционного магнитного материала с такими частицами, способа изготовления таких магнитных частиц и способа удаления загрязняющих ионов из водного раствора с использованием такого композиционного магнитного материала. Поставленная задача решается тем, что в магнитных частицах, состоящих из ядра, выполненного из магнитного материала, окруженного полимером, полимер представляет собой смесь волокнистого материала и твердого связующего агента. Задача решается также тем, что способ изготовления магнитных частиц включает перемешивание или смешивание ядер из магнитного материала с суспензией, содержащей волокна волокнистого материала и связующий агент, отверждение связующего агента с осуществлением связывания волокон вокруг ядер и отделение частиц с покрытием от суспензии. Поставленная задача решается также путем создания композиционного магнитного материала, состоящего из магнитных частиц, заключенных в полимерную смолу, которая содержит или к которой присоединены участки, селективные по отношению к определенным ионам, в котором в качестве магнитных частиц используют указанные выше магнитные частицы. 5' tO 15 20 25 30 35 40 45 50 , Ш 8 Поставленная задача решается также созданием способа удаления загрязняющих ионов из содержащего их водного раствора, который включает контактирование очищаемого раствора с частицами композиционного магнитного материала, отделение частиц композиционного магнитного материала от раствора магнитной фильтрацией, регенерацию отделенных частиц композиционного материала с использованием соответствующего регенерирующего раствора, отделение регенерированных частиц композиционного магнитного материала от регенерирующего раствора, возвращение отделенных частиц композиционного магнитного материала на первую операцию описанного способа, в котором в качестве композиционного магнитного материала используют указанный композиционный магнитный материал. Основными компонентами магнитных частиц являются магнитные ядра, волокнистый материал и связующий агент. Ядра могут состоять из частиц оксида железа или другого магнитного материала. Волокнистый материал содержит органический полимер в форме волокон, например, волокон углеводов, формальдегида мочевины или полинонаметиленмочевины, и в особенности, волокна целлюлозы. Связующий агент вводят в жидком виде или в растворе между пучками волокон и отверждают путем замораживания, полимеризации или выпаривания растворителя. Примерами подходящих связующих агентов являются агар-агар, желатин, эпоксидная смола или мочевиноформальдегидный фурфуриловый спирт. Магнитные частиц изготавливают путем перемешивания или смешивания ядер с суспензией, содержащей волокнистый материал и связующий агент. Волокна переплетаются вокруг ядер, а связующий агент заполняет промежутки между волокнами. Затем производят отверждение связующего агента одним из указанных выше способов. Предпочтительно, если в процессе отверждения связующего агента происходит усадка волокон вокруг ядер. Другое дополнительное преимущество может быть получено в том случае, если волокна, переплетенные вокруг ядра, образуют друг с другом или со связующим агентом поперечные химические связи. Например, в системе, подробнее описанной ниже, в качестве ядер используют оксид железа, в качестве волокнистого материала - волокна целлюлозы, а в качестве связующего агента - агар-агар. 26512 Частицы оксида железа перемешивают с "техническим" раствором вискозы (волокна целлюлозы длиной примерно 20 микрон и агар-агар, обработанные раствором гидроксида натрия для получения густой суспензии). При перемешивании волокна целлюлозы переплетаются вокруг ядер из оксида железа. Затем осуществляют сшивку целлюлозы и агар-агара эпихлоргидрином. Кроме этого, можно использовать и другие сшивающие агенты, в частности, формальдегид. В некоторых случаях, когда эпихлоргидрин оказывается непригодным для широкого применения с точки зрения техники безопасности и токсичности для здоровья, нами установлено, что могут быть использованы а, а-дихлорпараксилол или 1,8-дихлороктан. Затем частицы обрабатывают для удаления щелочи и спекают при темпеартуре около 150°С. Этот процесс вызывает усадку волокон целлюлозы вокруг ядра из оксида железа. Избыток агар-агара, содержащийся внутри волокнистых матриц, в процессе спекания расплавляется с образованием плотно упакованного покрытия вокруг частиц оксида железа. Изобретение включает также композиционный магнитный материал, содержащий описанные выше магнитные частицы, заключенные в органическую полимерную матрицу, которая содержит или к которой присоединены участки, селективные по отношению к определенным ионам. При этом следует понимать, что все ссылки на термин "полимерная матрица" относятся к органической полимерной матрице или матрице на основе силикатных полимеров. Таким образом, указанная композиция может содержать магнитные частицы, внедренные в полимерную смолу, которая содержит активные центры и, как известно из технологии полимерных смол, может быть обработана с получением специфических функциональных групп, способных к селективной абсорбции конкретного загрязняющего иона или конкретной группы загрязняющих ионов, в частности, ионов металлов, в присутствии других ионов, удаления которых не требуется. Так, например, полимерная смола может содержать амидоксимные группы, которые селективно абсорбируют тяжелые металлы в присутствии щелочных и щелочноземельных металлов, либо группы фенолформальдегидно-метиленсульфоновой кислоты для удаления цезия, либо четвертичные аммонийные группы для удаления других загрязняющих анионов. 5 10 15 20 25 30 35 40 46 ^^ 50 55 10 В других случаях композиция может содержать магнитные частицы, заключенные в полимерную смолу, в которой находятся также мелкие частицы селективных абсорбентов. В качестве селективных абсорбентов могут использоваться, например, гексацианоферрат калия-кобальта, диоксид марганца, гидроксиды титана или алюмосиликаты. В качестве полимера основы, используемого в любом из вышеописанных вариантов, может служить, например, либо сложный полиэфир или сшитый сополимер сложного полиэфира и стирола с высоким содержанием активных групп -ОН в структурной цепи, предназначенных для превращения их в требуемые функциональные группы, либо специально синтезированный полимер, который уже содержит требуемые функциональные группы, например, амидоксимные Полимер основы также выполняет функцию защиты магнитных частиц от воздействия водного раствора. Если полимер основы с селективными функциональными группами является макропористым, то в состав композиции можно включить еще один полимер для обеспечения требуемой защиты. В этом случае полимер основы содержит смесь полимерных компонентов. Магнитные частицы могут быть диспергированы в мономере, например, в акриламиде, который может быть полимеризован с образованием твердого блока. При размалывании такого блока ядра не обнажаются, поскольку прочность волокнистого материала существенно повышается в зоне ядер, и блок имеет тенденцию разламываться в тех участках, где ядра отсутствуют. В составе полимеров, окружающих магнитные частицы, для заполнения промежутков в полимере может быть использована агароза. Агароза плавится при более низкой температуре, чем агар-агар (60-70°С против 80-90°С). Поэтому при термообработке полимера температура может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечит плавление агарозы, не вызывая изменения агрегатного состояния связующего агента - агар-агара. От поверхности магнитных частиц отходят тонкие волокна, фибриллы, которые обеспечивают закрепление полимеров, формирующихся на поверхности указанных частиц, при этом в результате поверхностного натяжения магнитных частиц на их поверхности может быть образовано тонкое покрытие из мономера, который затем полимеризуют соответствующим образом. Этот мономер может быть 11 26512 также смешан с мелкими частицами ионообменного материала, которые при полимеризации мономера оказываются заключенными в матрицу. Из-за ограниченной ионообменной емкости, свойственной непористым частицам, ранее существовала тенденция к использованию частиц малого физического размера (в частности, менее 20 мкм). Согласно изобретению частицы имеют пористую поверхность (обусловленную функцией ионообмена), которая окружает плотное ядро (содержащее магнитный материал), поэтому ограничение физических размеров не является столь важным. Частицы диаметром до 100 мкм, содержащие некоторые ионообменные смолы, могут иметь ионообменную емкость, составляющую до 3 0 % емкости чистой ионообменной смолы. Композиционный магнитный материал может быть использован для удаления загрязняющих ионов из водных растворов, в которых они содержатся, в соответствии со способом, включающим: осуществление контакта очищаемого раствора с частицами композиционного магнитного материала, отделение частиц композиционного магнитного материала от раствора магнитной фильтрацией, регенерацию отделенных частиц композиционного магнитного материала с использованием соответствующего регенерирующего раствора, отделение регенерированных частиц композиционного магнитного материала от регенерирующего раствора, возвращение отделенных частиц композиционного магнитного материала на первую операцию описанного способа. При реализации способа осуществляют контакт частиц композиционного магнитного материала с очищаемым раствором. Если указанный раствор является водным, можно осуществить контакт частиц композиционного магнитного материала с потоком раствора. Частицы композиционного магнитного материала смешивают с раствором, из которого они селективно абсорбируют один или несколько загрязняющих ионов. Частицы композиционного магнитного материала, загрязненные абсорбированными ионами, селективно удаляют из раствора магнитной фильтрацией по известной технологии. Затем частицы композиционного магнитного материала извлекают из фильтра и загрязняющие ионы удаляют соответствующим регенерирующим S 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 раствором, например, раствором кислоты. После этого очищенные композиционные частицы магнитной смолы могут быть извлечены из регенерирующего раствора магнитной фильтрацией, а чистые частицы - возвращены на первую операцию описанного способа. Далее приведено описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где фиг.1 поясняет способ удаления загрязняющих ионов согласно изобретению. На фиг.2А-2Е приведено схематическое изображение формирования различных частиц композиционного магнитного материала согласно настоящему изобретению. На фиг. 1 изображено устройство 1 для очистки воды. Загрязненная вода 2 поступает в смеситель 3, где она смешивается с соответствующим количеством частиц композиционного магнитного материала, предназначенного для удаления одного или нескольких нежелательных загрязняющих ионов из загрязненной воды. Затем обработанная вода подается в магнитный сепаратор 4, где загрязненные частицы 5 композиционного магнитного материала отделяют от чистой воды 6, которая выходит из устройства 1. Загрязненные частицы 5 смолы поступают в камеру 7, где проводят их очистку. Частицы очищенного композиционного магнитного материала отделяют от загрязненного регенерирующего раствора магнитной сепарацией, при этом загрязненный раствор подают в сепаратор 8, в то время как чистую смолу возвращают в смеситель 3 для дальнейшего использования. На фиг.2А-2Е представлено несколько вариантов изготовления частиц композиционного магнитного материала. На фиг.2А показаны поперечносшитые целлюлоза и агар-агар, при этом к открытым волокнам целлюлозы могут быть присоединены функциональные группы. На фиг.2В изображен мономер, полимеризованный вокруг магнитных частиц согласно настоящему изобретению с образованием твердого полимерного блока. Этот блок затем размалывают с получением мелких частиц. Железное ядро с покрытием из целлюлозы обеспечивает прочность измельчаемых частиц, к которым далее могут быть присоединены функциональные группы. На фиг.2С показан вариант, отличающийся от фиг.2В тем, что полимеризацию проводят на частицах, диспергированных в масле, с образованием дискретных час 13 26512 14 тиц круглой формы и регулируемого развязкостью 100 сСт. Нагревали смесь в мера. течение 2 ч до 90°С. Охладили смесь до Фиг.20 и 2Е аналогичны фигурам 2В температуры 50-55°С и декантировали и 2С, но отличаются тем, что в основной жидкость, удерживая магнитный материал материал заключены частицы ионообмен- 5 с помощью магнита. Промыли магнитный ной смолы. В частности, на фиг.2Э полиматериал бензолом, этанолом и перемемер прочно связан с волокнами целлюлошивали в 1,2 М растворе (2 л) уксусной зы, в результате чего при измельчении кислоты в этаноле в течение 2 ч (скорость блока на поверхности оказываются частиперемешивания - 240 об/мин). Магнитный цы ионообменной смолы. 10 материал отделили декантацией, как укаП р и м е р 1. Приготовление магнитзано выше, и перемешивали в 90% растных ядер. воре (2 л) ацетона в воде. Отделили магМикрокристаллическая целлюлоза, нитный материал и после кратковременсредняя длина волокон которой составляного высушивания при 150°С получили тверла 20 микрон, была получена от фирмы 15 дые гранулы диаметром от 35 до 50 мкм. Sigma Chemicals, агар-агар - от фирмы П р и м е р З . Полимеризация акриAldnch Chemicals. Целлюлозу (100 г) и ламида на магнитном ядре. агар-агар (14 г) диспергировали в растАкриламид (300 г), N.N-метиленбисакворе (1 л) гидроксида натрия с молярриламид (5,54 г), а также N,N,N',N'-TeTpaностью 1,9 М. Смесь перемешивали в те- 20 метилендиамин (TEMED) (5 мл) растворичение 24 ч (скорость перемешивания ли в дистиллированной воде (350 мл). 250 об/мин). Добавили магнетит (размер Добавили гранулы, полученные аналогиччастиц от 7 до 12 мкм, 320 г) и в течение но примеру 1, (119 г), а также агарозу последующих 24 ч перемешивали более (8 г) и легко перемешивали смесь в теинтенсивно (скорость перемешивания - 25 чение 1,5 ч. Для полимеризации добавили 350 об/мин). Добавили эпихлоргидрин 0,25%-ный раствор персульфата аммония (92,5 г) и перемешивали в течение 1 ч (25 мл). Полимер оставили при комнатной (скорость перемешивания - 460 об/мин). температуре до охлаждения и измельчили Добавили дистиллированную воду (1 л) и на частицы диаметром от 50 до 250 мкм. нагревали смесь в течение 2 ч до 90°С, 30 П р и м е р 4. Полимеризация акридобавляя горячую воду для поддержания ламида на магнитном ядре. постоянного объема. Охладили смесь до Акриламид (300 г) N.N-метиленбисаккомнатной температуры и декантировали риламид (5,54 г), а также N,N,N\N'-TeTpaжидкость, удерживая магнитные частицы метилендиамин (TEMED) (5 мл) растворис помощью магнита. Промыли магнитный 35 ли в дистиллированной воде (350 мл). материал этанолом и перемешивали в 1,2 Добавили гранулы, полученные согласно М растворе (2 л) уксусной кислоты в этапримеру 1, (119 г), а также агарозу (8 г) ноле в течение 2 ч (скорость перемешии легко перемешивали смесь в течение вания - 240 об/мин). Магнитный мате1,5 ч. Время, необходимое для полной риал отделили декантацией, как указано 40 полимеризации, определяли путем добаввыше, и перемешивали в 90% растворе ления персульфата аммония к образцу, (2 л) ацетона в воде. Отделили магнитный содержащему небольшое количество укаматериал и кратковременно сушили при занной смеси. Поддерживая температуру, 150°С с образованием твердых гранул диаменьшую 10°С, добавили 0,25%-ный растметром от 35 до 50 ,икм. 45 вор (25 мл) персульфата аммония в воде П р и м е р а Приготовление магнити диспергировали смесь в 4 л трансфорных ядер. маторного масла с вязкостью 100 сСт. Целлюлозу (100 г) и агар-агар (14 г) Регулируя скорость перемешивания, дисрастворили в растворе (1 л) гидроксида пергирование продолжали в течение вренатрия с молярностью 1,9 М. Смесь пе- 50 мени, необходимого для завершения поремешивали в течение 24 ч (скорость пелимеризации. После этого перемешиваремешивания - 250 об/мин). Добавили ние продолжали в течение еще 45 мин. магнетит (размер частиц от 7 до 12 мкм, Продукт промыли бензолом, этанолом, во320 г) и в течение последующих 24 ч дой и высушили при 80°С. Продукт храниперемешивали более интенсивно (скорость 55 ли во влажных условиях. Выход составил перемешивания - 350 об/мин). Добавили 400 г сферических гранул диаметром от эпихлоргидрин (92,5 г) и перемешивали в 50 до 250 мкм. течение 1 ч (скорость перемешивания П р и м е р 5. Магнитный материал 460 об/мин). Смесь медленно диспергис хелатирующими ионообменными свойстровали в 3 л трансформаторного масла с вами, имеющий амидоксимные группы. 15 26512 Полиакриламидный материал из примера 4 превратили в магнитный материал с хелатирующими ионообменными свойствами, имеющий амидоксимные группы, следующим образом. Гидрохлорид гидроксиламина (1,73 моль) растворили в воде (200 мл). Добавили холодный 40%-ный раствор гидроксида натрия (70 г NaOH) и смесь выдержали при температуре от 5 до 10°С. Мелкими порциями добавляли 110 г гранул полиакриламида из примера 3 или 4, поддерживая температуру ниже 10°С. Смесь легко перемешивали в течение 16 ч при температуре 4°С, затем декантировали жидкость, удерживая магнитный материал с помощью магнита. Магнитный материал промыли водой, соляной кислотой (0,1 М), водой, раствором гидроксида натрия (0,1 М) и, наконец, водой до получения нейтрального значения рН смывки. Продукт хранили во влажной среде при комнатной температуре. После хранения в течение 6 месяцев содержание азота в продукте снизилось на 14,86%. В случае более длительного срока продукт следует хранить в виде акриламида (т.е. продукт из примера 4). Для определения емкости гранул продукта по абсорбции меди провели следующее испытание. Гранулы продукта (1 г) поместили в смесь воды (24 мл) и стандартного раствора сульфата меди (1 мл, 1000 р р т меди). Смесь встряхивали на механическом встряхивателе в течение 30 мин. Было подготовлено 5 контейнеров, каждый из которых содержал слой порошка бицинхинонатного реагента "CUVER" (поставляемого Hach Company, Loveland Colorado), предназначенного для определения содержания меди. В первый контейнер для определения меди отобрали пипеткой 5 мл раствора над осадком. Если при встряхивании раствор не окрашивался, к гранулам добавляли воды (4 мл), а также стандартного раствора сульфата меди (1 мл), после чего встряхивание и анализ повторяли. Эту процедуру повторяли до тех пор, пока анализируемый раствор не окрашивался в розовый цвет. На заключительном этапе добавляли малые количества раствора сульфата меди, чтобы точнее определить конечную точку. Количество меди, абсорбируемое 1 г гранул продукта, определяли по количеству стандартного раствора сульфата меди, добавленного до появления окрашивания. Емкость гранул продукта оказалась равной 2200 мкг Cu/г гранул. П р и м е р 6. Получение слабокислого катионообменного материала с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 16 карбоксильными функциональными группами. Частицы полиакриламида (100 г) из примера 3 или 4 суспендировали в уксусной кислоте (1,0 М, 500 мл) при комнатной температуре. В полученную суспензию по каплям добавляли водный раствор нитрита натрия до тех пор, пока избыточный нитрит не обнаруживался через 15 мин после последнего добавления (по воздействию йодистого калия на индикаторную бумагу с крахмалом). Смесь постепенно нагревали до 55°С в течение двух часов, затем жидкость декантировали, удерживая магнитный материал с помощью магнита. Продукт промыли водой, уксусной кислотой (0,5 М), затем снова водой, высушили при 60°С и хранили при комнатной температуре. П р и м е р 7. Получение магнитных частиц для селективного поглощения цезия. Фенол (4,7 г) и резорцин (16,5 г) растворили в смеси этанола (120 мл) и формальдегида (36%-ный раствор, 50 мл), а затем добавили гидроксида натрия (40%ный раствор, 12 мл). Смесь нагревали с вертикальным холодильником при интенсивном перемешивании в течение 4 ч. Добавили раствор резорцина (22 г) в этаноле (60 мл), формальдегид (36%-ный раствор, 50 мл), едкий натр (40%-ный раствор, 6 мл) и магнитные частицы из примера 1 (11 г). Нагрев с вертикальным холодильником продолжали в течение 2 ч, затем смесь нагревали в выпарной чашке в течение 8 ч при периодическом помешивании. Чашку поместили в печь при температуре 105°С и полученный спеченный брусок размололи на частицы требуемого размера (от 70 до 200 мкм). Готовые гранулы экстрагировали этанолом в аппарате Сокслета, высушили при 80°С, проактивировали промывкой в соляной кислоте (5%), гидроксиде натрия (1 М), а затем промыли в воде до получения нейтрального значения рН. Продукт хранили во влажном состоянии после декантации воды. Выход продукта - 55 г. Приготовили раствор бромида цезия (0,1064 г) в воде (500 мл). Добавили радиоактивный индикатор цезий-137 (10 Бк/ мл). В полученный раствор (20 мл) добавили образец описанного выше продукта (0,1 г) и перемешивали в течение Т5 мин. Частицы отделили от жидкости. Поглощающую способность частиц по цезию определяли путем гамма-спектрометрических измерений раствора до контактирования с частицами и после их отделения. 17 • Поглощающая способность оказалась равной 0,182 миллиэквивалента цезия на грамм частиц. П р и м е р е . Фенол (37,6 г) и серную кислоту (98%, 50 г) нагревали на паровой бане в течение одного часа и затем охладили до комнатной температуры. К половине полученной фенолсульфокислоты добавили раствор фенола (4,7 г) в 120 мл этанола, гидроксид натрия (40%, 12 мл) и формальдегид (36%, 75 мл). Половину указанной смеси нагревали с вертикальным холодильником при интенсивном перемешивании в течение 4 ч. В остальную часть смеси добавили едкий натр (40%, 12 мл) и 12,5 г гранул из примера 1. Нагрев с вертикальным холодильником продолжали в течение 2 ч, затем смесь нагревали в выпарной чашке в течение 8 ч при периодическом помешивании. Чашку поместили в печь при температуре 105°С и полученный спеченный брусок размололи на частицы требуемого размера (от 70 до 200 мкм). Готовые гранулы экстрагировали этанолом в аппарате Сокслета, высушили при 80°С, проактивировали промывкой в соляной кислоте