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JPS631897B2 - - Google Patents
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JPS631897B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS631897B2
JPS631897B2 JP2865582A JP2865582A JPS631897B2 JP S631897 B2 JPS631897 B2 JP S631897B2 JP 2865582 A JP2865582 A JP 2865582A JP 2865582 A JP2865582 A JP 2865582A JP S631897 B2 JPS631897 B2 JP S631897B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
ion exchange
exchange resin
aldehydes
phenols
Prior art date
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Expired
Application number
JP2865582A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS58146448A (en
Inventor
Yoshiaki Iwaya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd filed Critical Unitika Ltd
Priority to JP2865582A priority Critical patent/JPS58146448A/en
Publication of JPS58146448A publication Critical patent/JPS58146448A/en
Publication of JPS631897B2 publication Critical patent/JPS631897B2/ja
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  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ホウ素に対して特異的な吸着能を有
する新規なキレート性イオン交換樹脂(以下キレ
ート樹脂という。)とその製造方法及び吸着処理
方法に関するものである。 ホウ素は、クラーク数1×10-3で地球上に広く
分布しており、単体としては天然に存在していな
いが、土壌、かん水中にはホウ酸もしくはホウ酸
イオンとして存在し、また海水中にもメタホウ酸
として4.6ppmの割合で存在している。これがた
めに、農業用水として利用する場合や海水から採
取した塩化マグネシウムを原料とするマグネシウ
ム金属製錬などの産業分野においては、微量に存
在するホウ素が種々の形で弊害を及ぼす。また、
ホウ素は熱中性子捕獲能にすぐれているため原子
力発電所における構造材料に用いられている。そ
の構造材料や化学物質のホウ素含量は低濃度であ
ることが必要である。さらに軽水炉加圧型反応器
の一次冷却水から微量のホウ酸を除去するのに強
塩基性イオン交換樹脂が用いられている。しかし
ながら、これらの強塩基性イオン交換樹脂では、
ホウ酸イオンに対して選択性がないので、他のア
ニオンが共存するとホウ素捕獲能は著しく低下し
許容限度(0.02ppm)以下にすることができな
い。 一方、これまでに、ホウ素を選択的に吸着する
樹脂としては、ローム・アンド・ハース社からア
ンバーライトIRA−743の商品名で市販されてい
る(例えば、トレイス・エレメンツス・イシ・
ザ・エンバイロメント(Trace Elements in the
Environment)。123号、139〜143頁、1973年参
照)この公知の吸着剤は、ホウ素に対する選択性
にはすぐれているが、スチレンを樹脂母体として
いるため、親水性に乏しい欠点を巨大網状化によ
り補つているが、一般的に樹脂の機能的強度に欠
け、耐有機汚染性も不良で長期の使用に耐えるも
のではない。また、高分子反応により配位子を樹
脂母体に導入するので、必要量以上にN−メチル
−D−グルカミンを消費し、かつ工程が複雑であ
るのでコスト的にも問題がある。 本発明者は、これらの実状に鑑み、特にホウ素
に対してすぐれた選択吸着能を有し、親水性で吸
着速度が大きく、機械的強度及び耐有機汚染性に
すぐれたキレート樹脂を容易に、しかも安価に製
造することを目的として鋭意研究した結果、アミ
ノポリアルコール類をフエノール核に導入した化
合物を樹脂化することにより、上記の目的がすべ
て達成されることを見い出し、先に特許出願した
(特願昭56−81475号)。 しかしながらこの樹脂は、ホウ素に対して高選
択性であり、高い交換容量を有しているものの、
耐熱、耐アルカリ性にやや劣る傾向があり、低濃
度側での吸着特性が市販品に比して十分ではなか
つた。 本発明者は、この点に鑑み、さらに研究を重ね
た結果、脂肪族ポリアミン類を一成分として樹脂
化すると、耐熱、耐アルカリ性にすぐれ、低濃度
側での吸着特性が改善されることを見い出し、本
発明に到達した。 すなわち、本発明は、フエノール類のフエノー
ル核にキレート基を導入したフエノール系キレー
ト性イオン交換樹脂において、キレート基がアミ
ノポリアルコール類であり、かつイオン交換樹脂
を構成する樹脂母体がフエノール類、アルデヒド
類及び脂肪族ポリアミン類からなる架橋重合体で
あることを特徴とするキレート性イオン交換樹
脂、及びフエノール類、アルデヒド類及びアミノ
ポリアルコール類を反応させてフエノール核にア
ミノポリアルコール類が導入された初期生成物を
得、次いで得られた初期生成物と、フエノール
類、アルデヒド類及び脂肪族ポリアミン類とをア
ルカリ性触媒の存在下に重縮合して架橋三次元化
することを特徴するキレート基がアミノポリアル
コール類であり、かつイオン交換樹脂を構成する
樹脂母体がフエノール類、アルデヒド類及び脂肪
族ポリアミン類からなる架橋重合体であるキレー
ト性イオン交換樹脂の製造方法ならびにかかるキ
レート樹脂を用いて水溶液中の重金属イオンを選
択的に吸着することを特徴とする吸着処理方法に
関するものである。 本発明に用いられるフエノール類としては、た
とえば、フエノール、o−エチルフエノール・m
−エチルフエノール・p−エチルフエノール・ビ
スフエノールA・o−クレゾール・mクレゾー
ル・p−クレゾール・2・3−キシレノール・
2・5−キシレノール・3・4−キシレノール・
3・5−キシレノールなどのアルキル置換フエノ
ール、レゾルシン・カテコールなどの多価フエノ
ール、α−ナフトール、β−ナフトールなどのフ
エノール性水酸基をもつ化合物があげられ、これ
らは単独あるいは混合して用いることができる
が、なかでもフエノール、ビスフエノールA、o
−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、3・5−キシレノール、レゾルシン、カテコ
ールが好ましく、特にフエノールが好ましい。 本発明に用いられるアルデヒド類としては、た
とえば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ド、ヘキサメチレンテトラミンなどのアルデヒド
誘導体、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ドなどの脂肪族アルデヒド、ベンズアルデヒドに
代表される芳香族アルデヒド、フルフラールなど
の異節環アルデヒドなどがあげられ、これらは単
独あるいは混合して用いることができるが、なか
でもホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、
ヘキサメチレンテトラミンが好ましい。 本発明に用いられるアミノポリアルコール類と
しては、同一分子内に1個のアミノ基と2個以上
のアルコール性水酸基を有するものであれば、い
かなるものでもよいが、なかでもN−メチル−D
グルカミン、N−エチル−D−グルカミン、N−
メチル−D−マンノサミン、N−エチル−D−マ
ンノサミンなどの一般式() (但し、R1は水素原子又は炭素数1〜5のアル
キル基、nは1〜4の整数を表わす。) で示される化合物、トリス(ヒドロキシルメチ
ル)アミノメタン、トリス(ヒドロキシメチル)
−N−メチル−アミノメタン、トリス(ヒドロキ
シルメチル)−N−エチルアミノメタンなどの一
般式() (但し、R2は水素原子又は炭素数1〜5のアル
キル基を表わす。)で示される化合物が好ましい。 本発明に用いられる脂肪族ポリアミン類として
は、たとえば、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミンなどの一般式() H2N(CH2 CH2 NH)o CH2 CH2 NH2 () (但し、nは1〜10の整数を表わす。) で示される化合物、エチレンジアミン、トリメチ
レンジアミンなどの一般式() H2N(CH2)mNH2 () (但し、mは2〜10の整数を表わす。) で示される化合物が好ましく用いられる。 また、線状もしくは分枝状のポリエチレンイミ
ンも用いることができるが、その分子量として
は、たとえば、300〜7万が適当であり、特に300
〜1800が好ましい。 本発明のキレート樹脂を製造するには、たとえ
ば、次の方法で製造することができる。まず、第
1段階として、フエノール類、アルデヒド類、及
びアミノポリアルコール類を各々、等モル量で反
応させてフエノール核にアミノポリアルコール類
が導入された初期生成物を合成する。その際の初
期生成物の合成反応の温度条件としては、一般に
30〜100℃、好ましくは50〜90℃の温度範囲で実
施され、反応時間としては、一般に1〜3時間で
十分であるが、これより長時間反応させてもよ
い。 次いで、第2段階として、第1段階で得られた
初期生成物に、アルデヒド類、脂肪族ポリアミン
類及びフエノール類を添加してアルカリ性触媒の
存在下で重縮合して架橋三次化する。その際に、
アルデヒド類としては、アミノポリアルコール類
1モルに対して、3〜10モル好ましくは4〜9モ
ルの割合で添加すればよい。また、脂肪族ポリア
ミノ類としては、アミノポリアルコール類1モル
に対して、0.1〜2.0モル好ましくは、0.3〜0.8モ
ルの割合で添加すればよい。さらにフエノール類
としては、アミノアルコール1モルに対して、
0.3〜2.0モル好ましくは、0.7〜1.2モルの割合で
添加すればよい。 次に架橋三次元化反応に要する温度および時間
としては、原料の種類、反応溶媒の種類、その他
の条件により必ずしも一定しないが、一般に40〜
150℃で1〜10時間、好ましくは60〜130℃で2〜
7時間の間を選択すればよい。また、樹脂の形状
としては、球状、粉末状、魂状、膜状、糸状等い
ずれの形にも成型できるが、通常は、小球状化す
るのが好ましく、従来公知の小球状のキレート樹
脂を製造する方法と全く同様な方法を用いて水と
混合しない有機溶剤中でパール重縮合することに
より、造粒と架橋三次元化とを同時に実施して球
状のキレート樹脂とすることもできる。その際に
用いる有機溶媒としては、たとえば四塩化炭素、
クロロホルム、トリクロルエチレン、パークロル
エチレン、クロラール、ジクロルエチレン、ジク
ロルエタン、1・2−ジクロルプロパンなどのハ
ロゲン化脂肪族炭化水素類、クロルベンゼン、o
−ジクロルベンゼン、p−ジクロルベンゼン、ブ
ロムベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素
類、ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キ
シレン、p−キシレンなどの芳香族炭化水素類、
シクロヘキサン、シクロプロパンなどの脂環式炭
化水素類、シクロヘキサノール、シクロペンタノ
ールなどの環状アルコール類などがあげられる。
パール重縮合時の反応温度及び反応時間としては
反応生成物の種類、溶媒の種類、その他の条件に
より必らずしも一定しないが、通常は60〜150℃
で1〜7時間、好ましくは90〜130℃で2〜5時
間の間を選択すればよいが、できるだけ均一な組
成のキレート樹脂を得るためには、重縮合反応の
温度を20〜90℃に制御し、次いで、徐々に昇温す
ることが望ましい。最終的には、90〜130℃に保
ち還流下で反応を進行させ、所望の縮合段階に到
れば、減圧あるいは常圧下で加熱することにより
脱水し、目的とする樹脂組成物を得ることができ
る。 また、架橋三次元化反応を行うに際して用いら
れるアルカリ重合触媒としては、例えば水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化カルシウムなどのアルカリおよびアルカリ土
類金属の水酸化物類、アンモニア、トリメチルア
ミン、トリエチルアミンなどのアミン類、ピリジ
ン、ピペリジン、ピペラジンなどの環状アミン類
があげられる。 以上のようにして製造された樹脂は、そのまま
あるいは洗浄を行つた後、キレート樹脂として使
用される。 本発明のキレート樹脂は、金属イオン特にホウ
素に対してすぐれた捕捉効果を示すので、全ての
ホウ素含有溶液、特に濃厚塩水中に微量に存在す
るホウ酸もしくはホウ素イオンを選択的に吸着除
去することができる。従つて、濃厚塩化マグネシ
ウム中に微量に存在するホウ素の除去や塵介焼却
場洗煙排水中に微量に存在するホウ素を除去する
のに有用である。また、溶液での存在形態がホウ
素に類似しているヒ素、テルルに対しても吸着能
があるので、同様に利用できる。 本発明のキレート樹脂は、その形状に応じて
種々の方法での使用が可能であり、例えばカラム
または塔に充填し、これにホス素その他の金属含
有液を通液するかあるいは本発明の樹脂を金属含
有溶液中に浸漬するなどの方法で用いられる。こ
の場合、金属含有溶液の温度として5℃〜95℃の
間が適当で、15℃〜50℃の間が好ましく、金属イ
オンを樹脂に接触させる時間として、1分〜50時
間の間が適当で、10分〜2時間の間が好ましい。
また金属イオンを吸着した本発明の樹脂からの金
属イオンの回収は、一般市販のキレート樹脂やイ
オン交換樹脂と同じように鉱酸水溶液またはアル
カリ性水溶液と接触させることにより容易に行わ
れ、また再生された樹脂は、何回もくり返し使用
可能である。 本発明のキレート樹脂は以上詳述してきたよう
に簡単な製造法で得られ、特殊金属捕捉効果、特
に低濃度のホウ素に対してすぐれた捕捉効果を示
すものであり、アミノ基を含有しているので弱塩
基性イオン交換樹脂として利用できる。しかも簡
単な酸処理で何回でも再生使用可能なものである
から実用的であり、今までのキレート樹脂とは異
なる新しい用途に利用し得る新規な樹脂である。 次に実施例により本発明をさらに具体的に説明
する。尚、実施例中の%は重量%を表わす。 実施例 1 フエノール29.1g、37%ホルマリン25.0g、N
−メチル−D−グルカミン60.0gおよび水10gの
混合液を80℃で2時間加熱撹拌して初期生成物を
得た。この初期生成物に22%カセイソーダ水溶液
56.1g、エチレンジアミン11.2g、37%ホルマリ
ン100gを添加して30℃で1時間撹拌したのち5
〜20℃に冷却しながら、レゾルシン33.9gを22%
カセイソーダ水溶液に溶かした溶液と37%ホルマ
リン113gとを加えて20℃で撹拌して粘調な反応
液を得た。 この反応液をパークロルエチレンを溶剤として
常法によりパール重縮合を行うと、180gの小球
状に架橋三次元化して樹脂が得られた。 この樹脂を水洗浄したのち、4.0%塩酸で中和
し、次いで4.0%カセイソーダ水溶液で処理した
のち、フエノールフタレインが無色を呈するまで
十分に水洗処理すると、黒褐色の樹脂となり、そ
の含水率は50%であつた。 実施例 2 カテコール11.0g、37%ホルマリン8.4g、N
−メチル−D−グルカミン20.0gおよび水5gの
混合液を90℃で1時間加熱撹拌して初期生成物を
得た。この初期生成物に22%カセイソーダ水溶液
18.7g、ジエチレントリアミン6.4gおよび37%
ホルマリン33.3gを添加して40℃で1時間撹拌し
たのち、5〜20℃に冷却しながらレゾルシン11.3
gを22%カセイソーゾ水溶液に溶かした溶液と、
37%ホルマリン37.0gを加えて20℃で撹拌して粘
調な反応液を得た。この反応液をクロルベンゼン
を溶剤として、常法によりパール重縮合を行う
と、60gの小球状に架橋三次元化した樹脂が得ら
れた。 この樹脂を実施例1と同様にして洗浄処理する
と黒褐色の樹脂が得られた、その含水率は52%で
あつた。 実施例 3 フエノール9.7g、37%ホルマリン8.4g、トリ
ス(ヒドロキシメチル)アミノメタン12.5gおよ
び水10gの混合液を70℃で3時間加熱撹拌して初
期生成物を得た。この初期生成物に30%カセイソ
ーダ水溶液13.7g、ポリエチレンイミン(日本触
媒化学(株)製エポミンSP−018)3.0gおよび
37%ホルマリン33.3gを添加して30℃で1時間撹
拌したのち、5〜20℃に冷却しながら、レゾルシ
ン8.8gを30%カセイソーダ水溶液10.7gに溶か
した溶液と、37%ホルマリン33.3gを加えて20℃
で撹拌して粘調な反応液を得た。この反応液をパ
ークロルエチレンを溶剤として、常法によりパー
ル重縮合を行うと、46.5gの小球状に架橋三次元
化した樹脂が得られた。 この樹脂を実施例1と同様にして洗浄処理する
と、黒褐色の樹脂が得られ、その含水率は55%で
あつた。 比較例 1 エチレンジアミンを使用しない以外は、実施例
1と全く同様にしてパール重縮合を行い、168g
の小球状に架橋三次元した樹脂を得た。 この樹脂を実施例1と同様にして洗浄処理する
と、黒褐色の樹脂が得られ、その含水率は54%で
あつた。 実施例4〜6比較例2〜4 11.8mg/濃度のホウ素を含有する濃厚塩水溶
液50mlに、実施例1〜3で製造されたキレート樹
脂を湿潤状態で各々1.0ml添加し、振とうさせな
がら25℃で24時間接触させた。 その結果、処理後の水溶液中のホウ素濃度を表
1に示す。 なお、水溶液中のホウ素濃度は、クルクミン−
シユウ酸法(新実験化学講座、9巻、丸善、1975
年、78−79頁)により測定した。また、処理前の
濃厚塩水溶液の組成は次の通りであつた。(B:
11.8mg/、NaCl;168g/、KCl;22g/
、CaCl2;1.7g/、ZnCl2;0.62g/、pb
(NO32;0.16g/) さらに比較例として、比較例1で製造した樹脂
市販の強塩基性イオン交換樹脂Aおよび市販のホ
ウ素選択性イオン交換樹脂Bを同様にして用いて
測定した。 その結果を第1表に示す。
The present invention relates to a novel chelating ion exchange resin (hereinafter referred to as chelate resin) having a specific adsorption ability for boron, a method for producing the same, and a method for adsorption treatment thereof. Boron has a Clarke number of 1 x 10 -3 and is widely distributed on the earth. Although it does not exist naturally as a simple substance, it exists in soil and brine as boric acid or borate ions, and in seawater. It also exists as metaboric acid at a rate of 4.6 ppm. For this reason, when water is used for agricultural purposes or in industrial fields such as magnesium metal smelting using magnesium chloride collected from seawater as a raw material, boron present in trace amounts can cause harmful effects in various ways. Also,
Boron is used as a structural material in nuclear power plants because of its excellent ability to capture thermal neutrons. The boron content of its structural materials and chemicals needs to be low. Furthermore, strongly basic ion exchange resins are used to remove trace amounts of boric acid from the primary cooling water of pressurized light water reactors. However, with these strongly basic ion exchange resins,
Since there is no selectivity for borate ions, the coexistence of other anions will significantly reduce the boron capture ability, making it impossible to reduce the boron capture ability to below the permissible limit (0.02 ppm). On the other hand, so far, resins that selectively adsorb boron have been commercially available from Rohm and Haas under the trade name Amberlite IRA-743 (for example, Trace Elementus Ishi-743).
The Environment (Trace Elements in the
Environment). 123, pp. 139-143, 1973) This known adsorbent has excellent selectivity for boron, but since it uses styrene as a resin matrix, it compensates for its poor hydrophilicity by forming a large network. However, the resin generally lacks functional strength, has poor organic stain resistance, and cannot withstand long-term use. Furthermore, since the ligand is introduced into the resin matrix through a polymer reaction, more N-methyl-D-glucamine is consumed than necessary, and the process is complicated, which poses a problem in terms of cost. In view of these circumstances, the present inventors have developed a chelate resin that has excellent selective adsorption ability, especially for boron, is hydrophilic, has a high adsorption rate, and has excellent mechanical strength and organic stain resistance. Moreover, as a result of intensive research with the aim of producing it at a low cost, we discovered that all of the above objectives could be achieved by turning a compound in which aminopolyalcohols are introduced into the phenol nucleus into a resin, and we have previously applied for a patent ( (Special Application No. 56-81475). However, although this resin is highly selective for boron and has a high exchange capacity,
They tended to have somewhat poor heat resistance and alkali resistance, and their adsorption properties at low concentrations were not as good as those of commercially available products. In view of this, the present inventor conducted further research and discovered that when aliphatic polyamines are made into a resin as one component, they have excellent heat resistance and alkali resistance, and the adsorption characteristics at low concentrations are improved. , arrived at the present invention. That is, the present invention provides a phenol-based chelating ion exchange resin in which a chelate group is introduced into the phenol nucleus of a phenol, in which the chelate group is an aminopolyalcohol, and the resin matrix constituting the ion exchange resin is a phenol or an aldehyde. A chelating ion exchange resin characterized by being a crosslinked polymer consisting of polyamines and aliphatic polyamines, and aminopolyalcohols introduced into the phenol nucleus by reacting phenols, aldehydes and aminopolyalcohols. An initial product is obtained, and then the obtained initial product is polycondensed with phenols, aldehydes, and aliphatic polyamines in the presence of an alkaline catalyst to form a three-dimensional crosslink. A method for producing a chelating ion exchange resin, which is a polyalcohol and in which the resin matrix constituting the ion exchange resin is a crosslinked polymer consisting of phenols, aldehydes, and aliphatic polyamines, and a method for producing a chelating ion exchange resin in an aqueous solution using such a chelate resin. The present invention relates to an adsorption treatment method characterized by selectively adsorbing heavy metal ions. Examples of the phenols used in the present invention include phenol, o-ethylphenol/m
-Ethylphenol, p-ethylphenol, bisphenol A, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol,
2,5-xylenol, 3,4-xylenol,
Examples include alkyl-substituted phenols such as 3,5-xylenol, polyhydric phenols such as resorcinol and catechol, and compounds with phenolic hydroxyl groups such as α-naphthol and β-naphthol, and these can be used alone or in combination. However, among them, phenol, bisphenol A, o
-Cresol, m-cresol, p-cresol, 3,5-xylenol, resorcinol, and catechol are preferred, and phenol is particularly preferred. Examples of the aldehydes used in the present invention include formaldehyde, paraformaldehyde, aldehyde derivatives such as hexamethylenetetramine, aliphatic aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde, aromatic aldehydes such as benzaldehyde, and heterocyclic aldehydes such as furfural. These include aldehydes, which can be used alone or in combination, but among them, formaldehyde, paraformaldehyde,
Hexamethylenetetramine is preferred. The aminopolyalcohols used in the present invention may be of any type as long as they have one amino group and two or more alcoholic hydroxyl groups in the same molecule, but especially N-methyl-D
Glucamine, N-ethyl-D-glucamine, N-
General formula () of methyl-D-mannosamine, N-ethyl-D-mannosamine, etc. (However, R1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 4.) Compounds represented by, tris(hydroxylmethyl)aminomethane, tris(hydroxymethyl)
-N-methyl-aminomethane, tris(hydroxylmethyl)-N-ethylaminomethane, etc. general formula () (However, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.) Compounds represented by the formula are preferred. Examples of aliphatic polyamines used in the present invention include diethylenetriamine, triethylenetetramine, and the like having the general formula () H 2 N (CH 2 CH 2 NH) o CH 2 CH 2 NH 2 () (where n is 1 (represents an integer from 2 to 10), a compound represented by the general formula () H 2 N (CH 2 ) mNH 2 () () (where m represents an integer from 2 to 10) such as ethylenediamine, trimethylene diamine, etc. The compounds shown are preferably used. Linear or branched polyethyleneimine can also be used, but its molecular weight is, for example, 300 to 70,000, particularly 300,000 to 70,000.
~1800 is preferred. The chelate resin of the present invention can be produced, for example, by the following method. First, in the first step, phenols, aldehydes, and aminopolyalcohols are reacted in equimolar amounts to synthesize an initial product in which aminopolyalcohols are introduced into phenol nuclei. In general, the temperature conditions for the synthesis reaction of the initial product are
The reaction is carried out at a temperature range of 30 to 100°C, preferably 50 to 90°C, and a reaction time of 1 to 3 hours is generally sufficient, but the reaction may be carried out for a longer time. Next, in the second step, aldehydes, aliphatic polyamines, and phenols are added to the initial product obtained in the first step, and polycondensation is performed in the presence of an alkaline catalyst to effect tertiary crosslinking. At that time,
The aldehyde may be added at a ratio of 3 to 10 mol, preferably 4 to 9 mol, per 1 mol of the aminopolyalcohol. Further, the aliphatic polyamino compound may be added at a ratio of 0.1 to 2.0 mol, preferably 0.3 to 0.8 mol, per 1 mol of the aminopolyalcohol. Furthermore, as phenols, per mole of amino alcohol,
It may be added at a rate of 0.3 to 2.0 mol, preferably 0.7 to 1.2 mol. Next, the temperature and time required for the three-dimensional crosslinking reaction are not necessarily constant depending on the type of raw materials, the type of reaction solvent, and other conditions, but generally 40~
1-10 hours at 150℃, preferably 2-10 hours at 60-130℃
You can choose between 7 hours. In addition, the resin can be molded into any shape such as spherical, powdered, soul-like, membrane-like, or thread-like, but it is usually preferable to form it into small spheres, and conventionally known small sphere-shaped chelate resins can be used. By carrying out pearl polycondensation in an organic solvent that is immiscible with water using exactly the same method as the manufacturing method, granulation and three-dimensional crosslinking can be simultaneously performed to obtain a spherical chelate resin. Examples of organic solvents used in this case include carbon tetrachloride,
Halogenated aliphatic hydrocarbons such as chloroform, trichlorethylene, perchlorethylene, chloral, dichloroethylene, dichloroethane, 1,2-dichloropropane, chlorobenzene, o
- Halogenated aromatic hydrocarbons such as dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, and bromobenzene; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, and p-xylene;
Examples include alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopropane, and cyclic alcohols such as cyclohexanol and cyclopentanol.
The reaction temperature and reaction time during pearl polycondensation are not necessarily constant depending on the type of reaction product, type of solvent, and other conditions, but are usually 60 to 150°C.
1 to 7 hours at 90 to 130°C, preferably 2 to 5 hours at 90 to 130°C, but in order to obtain a chelate resin with as uniform a composition as possible, the temperature of the polycondensation reaction should be 20 to 90°C. It is desirable to control and then gradually increase the temperature. Finally, the reaction is allowed to proceed under reflux at a temperature of 90 to 130°C, and once the desired condensation stage is reached, dehydration is performed by heating under reduced pressure or normal pressure to obtain the desired resin composition. can. In addition, examples of alkaline polymerization catalysts used in the three-dimensional crosslinking reaction include alkali and alkaline earth metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and calcium hydroxide, ammonia, Examples include amines such as trimethylamine and triethylamine, and cyclic amines such as pyridine, piperidine, and piperazine. The resin produced as described above is used as a chelate resin as it is or after washing. Since the chelate resin of the present invention exhibits an excellent trapping effect on metal ions, particularly boron, it can selectively adsorb and remove boric acid or boron ions present in trace amounts in all boron-containing solutions, especially concentrated salt water. Can be done. Therefore, it is useful for removing trace amounts of boron present in concentrated magnesium chloride and for removing trace amounts of boron present in dust incinerator smoke washing wastewater. It also has the ability to adsorb arsenic and tellurium, which exist in a solution similar to boron, so they can be used in the same way. The chelate resin of the present invention can be used in various ways depending on its shape; for example, it can be packed in a column or tower and a liquid containing phosmine or other metals is passed therethrough, or the resin of the present invention can be used in a variety of ways. It is used by methods such as immersing the metal in a metal-containing solution. In this case, the temperature of the metal-containing solution is suitably between 5°C and 95°C, preferably between 15°C and 50°C, and the time for contacting the metal ions with the resin is suitably between 1 minute and 50 hours. , preferably between 10 minutes and 2 hours.
In addition, metal ions can be easily recovered from the resin of the present invention that has adsorbed metal ions by bringing them into contact with a mineral acid aqueous solution or an alkaline aqueous solution in the same way as commercially available chelate resins and ion exchange resins, and they can also be regenerated. The resin can be used over and over again. As detailed above, the chelate resin of the present invention can be obtained by a simple manufacturing method, exhibits a special metal trapping effect, particularly an excellent trapping effect for low concentrations of boron, and contains an amino group. It can be used as a weakly basic ion exchange resin. Moreover, it is practical because it can be recycled and reused many times with a simple acid treatment, and it is a new resin that can be used for new applications different from conventional chelate resins. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. In addition, % in an example represents weight %. Example 1 Phenol 29.1g, 37% formalin 25.0g, N
A mixture of 60.0 g of -methyl-D-glucamine and 10 g of water was heated and stirred at 80°C for 2 hours to obtain an initial product. Add 22% caustic soda solution to this initial product.
After adding 56.1 g, 11.2 g of ethylenediamine, and 100 g of 37% formalin and stirring at 30°C for 1 hour,
While cooling to ~20℃, add 33.9g of resorcin to 22%
A solution dissolved in an aqueous solution of caustic soda and 113 g of 37% formalin were added and stirred at 20°C to obtain a viscous reaction liquid. When this reaction solution was subjected to pearl polycondensation using perchlorethylene as a solvent in a conventional manner, a three-dimensional crosslinked resin was obtained in the form of small spheres weighing 180 g. After washing this resin with water, it was neutralized with 4.0% hydrochloric acid, then treated with a 4.0% caustic soda aqueous solution, and then sufficiently washed with water until the phenolphthalein became colorless, resulting in a blackish brown resin with a water content of 50%. It was %. Example 2 Catechol 11.0g, 37% formalin 8.4g, N
A mixed solution of 20.0 g of -methyl-D-glucamine and 5 g of water was heated and stirred at 90°C for 1 hour to obtain an initial product. Add 22% caustic soda solution to this initial product.
18.7g, diethylenetriamine 6.4g and 37%
After adding 33.3 g of formalin and stirring at 40°C for 1 hour, add 11.3 g of resorcin while cooling to 5-20°C.
A solution of g dissolved in a 22% caustic acid aqueous solution,
37.0 g of 37% formalin was added and stirred at 20°C to obtain a viscous reaction liquid. This reaction solution was subjected to pearl polycondensation using a conventional method using chlorobenzene as a solvent, to obtain 60 g of a crosslinked three-dimensional resin in the form of small spheres. When this resin was washed in the same manner as in Example 1, a dark brown resin was obtained, and its water content was 52%. Example 3 A mixed solution of 9.7 g of phenol, 8.4 g of 37% formalin, 12.5 g of tris(hydroxymethyl)aminomethane and 10 g of water was heated and stirred at 70° C. for 3 hours to obtain an initial product. This initial product contains 13.7 g of 30% caustic soda aqueous solution, 3.0 g of polyethyleneimine (Epomin SP-018 manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Co., Ltd.) and
After adding 33.3 g of 37% formalin and stirring at 30°C for 1 hour, a solution of 8.8 g of resorcinol dissolved in 10.7 g of a 30% caustic soda aqueous solution and 33.3 g of 37% formalin were added while cooling to 5 to 20°C. 20℃
A viscous reaction solution was obtained by stirring. This reaction solution was subjected to pearl polycondensation using perchloroethylene as a solvent in a conventional manner to obtain 46.5 g of a crosslinked three-dimensional resin in the form of small spheres. When this resin was washed in the same manner as in Example 1, a dark brown resin was obtained, and its water content was 55%. Comparative Example 1 Pearl polycondensation was carried out in the same manner as in Example 1 except that ethylenediamine was not used, and 168g
A three-dimensional crosslinked resin in the form of small spheres was obtained. When this resin was washed in the same manner as in Example 1, a dark brown resin was obtained, and its water content was 54%. Examples 4 to 6 Comparative Examples 2 to 4 1.0 ml of each of the chelate resins produced in Examples 1 to 3 was added in a wet state to 50 ml of a concentrated salt aqueous solution containing 11.8 mg/concentration of boron, and the mixture was shaken. Contact was carried out for 24 hours at 25°C. As a result, the boron concentration in the aqueous solution after treatment is shown in Table 1. In addition, the boron concentration in the aqueous solution is curcumin-
Oxalic acid method (New Experimental Chemistry Course, Volume 9, Maruzen, 1975)
2003, pp. 78-79). The composition of the concentrated salt aqueous solution before treatment was as follows. (B:
11.8mg/, NaCl; 168g/, KCl; 22g/
, CaCl 2 ; 1.7 g/, ZnCl 2 ; 0.62 g/, pb
(NO 3 ) 2 ; 0.16 g/) Further, as a comparative example, the resin produced in Comparative Example 1, a commercially available strong basic ion exchange resin A, and a commercially available boron selective ion exchange resin B were similarly used for measurement. The results are shown in Table 1.

【表】 表1から本発明のキレート樹脂は、公知のホウ
素選択性イオン交換樹脂よりも低濃度側でのホウ
素吸着能が優れており、また強塩基性イオン交換
樹脂では、除去能は全くないことが明らかであ
る。 実施例 7 10mg/濃度のホウ素を含有する水溶液
(0.025MKH2PO4−K2HPO4(1:4)緩衝溶液
でPH=7.6に調整したホウ素含有水溶液〕50mlに
実施例1で製造されたキレート樹脂1.0mlを添加
し、振とうしながら25℃で24時間接触させた。 その結果、処理後の水溶液中のホウ素は検出さ
れなかつた。
[Table] From Table 1, the chelate resin of the present invention has better boron adsorption ability at low concentrations than known boron-selective ion exchange resins, and has no removal ability at all with strongly basic ion exchange resins. That is clear. Example 7 Aqueous solution containing 10 mg/concentration of boron (boron-containing aqueous solution adjusted to PH = 7.6 with 0.025 MKH 2 PO 4 -K 2 HPO 4 (1:4) buffer solution) prepared in Example 1 in 50 ml 1.0 ml of chelate resin was added, and the solution was kept in contact with the solution for 24 hours at 25° C. while shaking. As a result, no boron was detected in the aqueous solution after the treatment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 フエノール類のフエノール核にキレート基を
導入したフエノール系キレート性イオン交換樹脂
において、キレート基がアミノポリアルコール類
であり、かつイオン交換樹脂を構成する樹脂母体
がフエノール類、アルデヒド類及び脂肪族ポリア
ミン類からなる架橋重合体であることを特徴とす
るキレート性イオン交換樹脂。 2 フエノール類、アドデヒド類及びアミノポリ
アルコール類を反応させてフエノール核にアミノ
ポリアルコール類が導入された初期生成物を得、
次いで得られた初期生成物と、フエノール類、ア
ルデヒド類及び脂肪族ポリアミン類とをアルカリ
性触媒の存在下に重縮合して架橋三次元化するこ
とを特徴するキレート基がアミノポリアルコール
類であり、かつイオン交換樹脂を構成する樹脂母
体がフエノール類、アルデヒド類及び脂肪族ポリ
アミン類からなる架橋重合体であるキレート性イ
オン交換樹脂の製造方法。 3 キレート基がアミノポリアルコール類であ
り、かつイオン交換樹脂を構成する樹脂母体がフ
エノール類、アルデヒド類及び脂肪族ポリアミン
類からなる架橋重合体であるキレート性イオン交
換樹脂を用いて水溶液中の金属イオンを選択的に
吸着させることを特徴とする吸着処理方法。
[Scope of Claims] 1. A phenolic chelating ion exchange resin in which a chelate group is introduced into the phenol nucleus of a phenol, in which the chelate group is an aminopolyalcohol, and the resin matrix constituting the ion exchange resin is a phenol, A chelating ion exchange resin characterized in that it is a crosslinked polymer comprising aldehydes and aliphatic polyamines. 2 Reacting phenols, adehydes and aminopolyalcohols to obtain an initial product in which aminopolyalcohols are introduced into the phenol nucleus,
Then, the obtained initial product is polycondensed with phenols, aldehydes and aliphatic polyamines in the presence of an alkaline catalyst to form a three-dimensional crosslinked chelate group, which is an aminopolyalcohol. and a method for producing a chelating ion exchange resin, wherein the resin matrix constituting the ion exchange resin is a crosslinked polymer consisting of phenols, aldehydes, and aliphatic polyamines. 3 Metal in an aqueous solution using a chelating ion exchange resin whose chelating group is an aminopolyalcohol and whose resin matrix is a crosslinked polymer consisting of phenols, aldehydes, and aliphatic polyamines. An adsorption treatment method characterized by selectively adsorbing ions.
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