Способ проведения ионообменногопроцесса

Способ проведения ионообменногопроцесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республии

Оп ИСАНИЕ

И 306PETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 803950 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.08.79 (21) 2805057/23-26 с присоединением заявки М (28) Приоритет (5! }М. Кл.

В 01 О 15/04 ааударстаеиииП камнтат

СССР ае даяам иаааратений и открытий

Опубликовано 15.02.81, Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15.02.81 (53) УДК 661.183..12 (088.8) О. Т. Крылов, В. И. Классен, Л. А. Ларин н Г. Г. Лазарева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИОНООБМЕННОГО

ПРОЦЕССА

Изобретение относится к химико-технологическим процессам, а именно к сорбционным процессам, н может быть использовано при сорбционном извлечении и концентрйровании различных веществ с помощью ионообменных смол нз водных растворов в химической техно-. логии, гидрометаллургии, водоподготовке и других областях.

Известен способ фильтрации, включающий предварительную обработку подаваемого на сор10 бцию раствора действием магнитного поля и последующую сорбцию. При этом эа счет предварительной обработки раствора магнитным полем достигается увеличение обменной емкости сорбента. (1).

Недостатком данного способа является технологическая сложность его осуществления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ проведении ионообменного процесса обессоливания воды, включающий предварительную обработку исходного раствора путем одновременного воздействия магнитного

2 поля и нагревания и его последующую фильтрацию через органические сорбенты (2).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет существенно повысить кинетику поглощения ряда элементов, а также технологическая сложность его осуществления.

Цель изобретения — увеличение скорости сорбционного извлечения различных веществ органическими сорбентами.

Поставленная цель достигается способом проведения ионообменного процесса, включающим предварительную обработку исходного раствора физическими методами путем его вакуумирования и его последующую фильтрацию через органические сорбенты.

Отличительным признаком способа являбтся проведение предварительной обработки исходного раствора путем его вакуумирования.

Другое отличие способа состоит в том, что величину вакуума поддерживают равным

0,5-0,7 атм.

При вакуумнровании происходит удаление нз воды газов, что приводит к изменению ее структуры, вследствие чего увеличивается ско803950

Продолжение табл. 1

Таблица 2 ремя сорбции

0%-ного никеля з раствора, мин

182

127

141

122

117

92

64

48

48

48

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

Таблица 1

Время сорбцнн 90%-ной меди из раствора, мин рость диффузии, находящихся в ней конов и соответственно скорость сорбции.

Кроме того, удаление газов нз раствора способствует снятию диффузионного сопротивления, создаваемого пузырьками газа на поверхности ноноабменных смол, и также увеличивает скорость сорбции.

Исходный, раствор помещают в сосуд, соединенный в верхней части с вакуумным насосом, и создают вакуум иад раствором в пределах 0,60,9 атм в течение 10-15 мин, затем вакуум отключают и проводят сорбцию из обработанного таким образом раствора при атмосферном давлении. Время сохранения активированных свойств обработанного действием вакуума раствора после отключения вакуума составляет 25-45 мин, поэтому интервал между обработкой и сорбцией не должен превышать этого времени.

П у и м е р 1. Проводят сорбцию меди из обработанного действием вакуума 0,006 М

pacraopa СиС1з на катионите КУ-2 при 20 С.

Берут 200 мл 0,006 М раствора СмС1 и помещают его в толстостенную колбу, приспособленную для откачки из нее воздуха К колбе подключают вакуумный насос и выдерживают раствор под вакуумом, равным 0,1 — 0,9 атм, .в течение 10 мин. Затем отключают вакуум и при атмосферном давлении в колбу вносят

2 г набухшего катнонита КУ-2 в натриевой форме, одновременно фиксируя время начала опыта. Раствор с катионитом перемешивают и последовательно с интервалом в 1 мии отбирают из колбы пробы раствора в количестве

2 мл и определяют в ннх полярографически содержание меди. Параллельно проводят контрольные опыты по известному способу, а также в отсутствии предварительной обработки, Скорость процесса в опытах характеризуют временем, необходимым для сорбцин 90% меди из раствора.

Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции меди приведены в табл. 1.

Способ обработки раствора

-0,3 6,1

5 -0,4 4,1

-0,5 3,4

-0,6 3,2

-0,7 3,2

-0,8 3,2 о -0,9 3,2

Из приведенных в табл. 1 данных следует, что предварительная обработка раствора действием вакуума значительно уменьшает время сорбции меди. Наибольший эффект ускорения сорбции наблюдается в интервале используемого вакуума 0,5-0,7 атм. При данных значениях вакуума время сорбции меди в 2,7-3,2 раза меньше по сравнению с известными способами.

Увеличение вакуума свыше 0,7 атм не приводит к улучшению кинетики процесса сорбции.

Пример 2. По примеру 1 проводят сорбцию никеля из 0,001 М раствора NiC1 на анионите АН-2Ф при 20 С. Концентрацию никеля в растворе определяют атомно-абсорбцнонным методом.

Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции никеля приведены в табл. 2. зо

Способ обработки раствора

В отсутствии обработки

Обработку цо известному способу

Обработка по предлагаемому способу действием вакуума, атм:

4О

10,2

8,6

9,6

8,0

-0,1

-0,2

Обработка по известному способу

Обработка по предлагаемому способу действием вакуума, атм:

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что предварительная обработка раствора действием вакуума значительно уменьшает время сорбции никеля. Наибольший эффект ускорения сорбции наблюдается в интервале используемого вакуума — 0,6-0,7 атм. При данных значениях вакуума время сорбции никеля в 2,63,8 раза меньше по сравнению с известными способами.

Пример 3. По примеру 1 проводят сорбцию тетрациклина из 0,0025 М раствора на катионите КУ-1 при рН-2,2 и температуре

20 С. Концентрацию тетрациклина в растворе определяют прямым спектрофотометрическнм методом при 360 нм.

Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции тетрациклина . приведены в табл. 3.

Таблица 3

Способ обработки раствора

Время сорбции

90 -ного тетрациклина из раствора, мин

В отсутствии обработки

Обработка по известному способу

Обработка по предлагаемому способу действием вакуума, атм:

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

28

24

18

16

14

12

12

12

12 ремя сорбции

90%-ной уксусной кислоты из раствора, ч

Способ обработки раствора

7,6

В отсутствии обработки

Обработка по известному способу

5,8

ЛС

Из приведенных в табл. 3 данных следует, что предварительная обработка раствора дей-, ствием вакуума значительно уменьшает время сорбции тетрациклйна. Наибольший эффект ускорения сорбции наблюдается в интервале используемого вакуума 0,5-0,7 атм. При данных значениях вакуума время сорбции тетрациклина в 2,1-26 раза меньше по сравнению с известными способами.

Пример 4. По примеру 1 проводят сорбцию уксусной кислоты иэ 0,02 М раствора на анионите АВ-17 при 20 С.

Концентрацию уксусной кислоты в растворе определяют потенциометрическим методом.

Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции уксусной кислоты приведены в табл. 4.

Таблица 4

803950

Продолжение табл, 4

iT 2

Обработка по предлагаемому

5 способу действием вакуума, атм:

7,0

6,2

5,4

4,4

3,7

3,3

3,3

3,3

3,3

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

4Q

Формула изобретения

1. Способ проведения ионообменного процесса, включающий предварительную обработку исходного раствора физическими методами и

его последующую фильтрацию через opmtsческие сорбенты, отличаю щийся тем, что, с целью увеличения скорости процес

:ca, предварительную обработку ведут вакуумй и роваиием.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ, и йс я тем, что величину вакуума поддерживают равным 0,5-0,7 атм.

Источники информации, Я принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Я 212228, кл. В 01D 15/04 .

2. Авторское свидетельство СССР Н 565883, С 02 В 1/16, 1973 {прототип).

Из приведенных в табл. 4 данных следует, что предварительная обработка раствора дейэп ствием вакуума значительно уменьшает время сорбцин уксусной кислоты. Наибольший, эффект ускорения сорбции наблюдается в интервале используемого вакуума 0,5-0,7 атм.

При данных значениях вакуума время сорбции

2я уксусной кислоты в 8-23 раза меньше по сравнению с известными способами.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что предлагаемый способ является достаточно универсальным, так как позволяет в 230

28 раза ускорить кинетику поглощения неорганических и органических веществ как на катионитах, так и на анионитах.

Использование предлагаемого способа в сорбционных процессах позволяет проводить при комнатной температуре быстрое и эффекЭ тивное извлечение н разделение раэштчных веществ. Благодаря простоте аппаратурного оформления он может быть использован в самых различных технологических процессах.