Способ очистки растворов от многозарядных анионов Советский патент 1984 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 

(Л

С

Изобретение относится к химической техно к логин, я конкретнее к сорбцнонным процессам очистки растворов, и может быть использовано при очистке различных технологических и сбросных растворов от многозарядных анионов.

Известен способ очистки от многозарядных анионов путем их контактирования с ОН-формой слабоосновного анионита I)Недостатками данного способа являются необходимость поддержания узкого ннтервала рН исходного раствора (3-S) и большей расход дистиллированной воды на перевод сорбента в ОН-фо{ у.

Наиболее близким к предлагаемому яо технической сущности и достигаемому результату является способ очистки растворов от многозарядных анионов, включающий их. контактирование со слабоосновным анионмтом, находящемся в форме однозарядного иона. По данному способу для очистки растворов от многозарядных сульфат-ионов используют спабоосновный анионит в хлорндной форме 2f.

Недостатком известного способа является {шзкая степень очистки растворо от многозарядных анионов, так как в данных условиях их проскок в фильтрат начшгается уже при пропускании первых исходного раствора.

Цель изобретения - повышение степени очистки растворов от многозарядных анионов.

Поставленная цель достигается тем, что соласно способу очистки растворов от многозарядных анионов, включающему их контактирование со слабоосновкым анионитом, находящемся в форме однозарядного иона, перед контактированием в исходный раствор добавляют однозарядный анион, в форме которого находится анионит.

Свойства

|К)Е по сульфат-ионам (НСр.), ш-/мл ПДОЕ по сульфат-ионам, мг/мл

Количество фильтрата, обогащенного одвозарядаым гидрокарбонат-ионом (HCOj), уд.об.

Концентрация однозарядных НСО -ионов в фильтрате, мг/л

Концентрация многозарядных SO -ионов в фильтрате, мг/л

Степень концентрирова1гая НСОл-ионов,%

Кроме того, однозарядный анион добавляю в эквивалентном соотношении от 1:10 до 1:1 ло отношению к многозарядному аниону.

Способ осуществляют следующим образом. 5 Очистку растворов ведут на слабоосновном анионите, переведенном в однозарядн) форму (гидрокарбонатную, хлоридную или нитратную), при добавлении в исходаый раствор одноименных с формой анионитов анионов в зквивалентO иом соотношении от 1:10 до 1:1 по отношеиию к многоэарядному аниону.

Эти условия являются оптимальными, так как обеспечивают проведение сорбционного процесса в режиме, когда динамическая обменная

5 емкость сорбента до проскока (ДОЕ) максимально приближена к его полной динамической обменной емкости (ПДОЕ). Прт этом степень очистки основного количества исходного раствора от многозарядных анионов

0 возрастает в десятки раз и становится практи : чески полн(н(. После регенерации сорбента сорб1щонный цикл повторяют.

Пример 1( прототип). Слабоосновный анионит АН-221 в объеме 20 мл, предвари5 тельно переведенный в хлортдную форму, в иабухшем состоянии переносят в стеклянную ионитовую колонку. Исходный раствор состава, мг/л: сульфатов 1095; гидрокарбонатов 140,3; рН. 5,85 пропускают через колонку со скоростью 10 удельных объемов раствора через объем. смолы в час ХЮ 1ч)- Пробы отбирают через 30 мин и определяют в них содержание суяьфат- и гндрокарбонат-ионов.

По результатам анализа рассчитывают значения ДОЕ я ПДОЕ, а также степень концеитрирования гидрокарбонат-ионов.

В табл. приведеиы результаты сорбции многозарядиых ионов из растворов, содержащих гидрокарбонат-ионы.

Таблица 1

Г

Показатели свойств

2 35,1

50

524

38

88,9

Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят очистку на гидрокарбонатной форме анионита АН-221 растворов с содержанием сульфатов по 994,8 мг/л и гидрокарбонатов во втором растворе 140.3 мг/л. в третьем 169,8 мг/л (в первом растворе гидрокарбонаты

Свойства

ДОЕ по сульфатам, мг/мл

ПДОЕ по сульфатам, мг/мл

Количество фильтрата, обогащенного однозарядным ионом, уд.об.

Концентрация в фильтрате, мг/л: гидрокарбонат-ионов

сульфат-иоиов

Степень концентрирстания П1дрокарбонат-ионов,% Как видно из сравнений результатов табл. 1 и 2, отсутствие одноз фядных гидрок бонатионов в исходном растворе резко снижает емкость до проскока по многозарядному сульфат-иону н показатель степени концент «р вания однозарядных ионов в фильтрате. При введенни одноименных .однозарядных ионов в исходный раствор и анионит первые 40 удельных объемов фильтрата содержат тот ко гидрокарбонаты и концентрация их в фильтрате в 1,5-2,0 раза выше по сравненшо с коицентра1В1ей в исходно растворе, CTeoeia конц«н1р1|р(ания пщрокарбсжатов ооспадяег 99,3%. Сульфат-ионы в фильтрате практически Свойства

отсутствуют) со скоростью 10 удельных в час (УН-10/ч). Величина jH исходных растворов составляет 5,6-5,8.

В табл. 2 приведены значения ДОЕ, ПДОЕ по сульфатам и степень концентрирования гидрокарбонатов в фильтрате.

Таблиц 2

Показатели свойств в растворах

EHIiZIZ

34,6

38,2

78,5

70,8

62,0

40

40

35,0

365

236

132

24,8

993

993

79,6 отсутствуют( что обеспечивает 100% очистки от них исходжм-о раствора. Пример 3. Аналогично nfmMepy 1 проводят очистку растворов от сульфатов на хлориднс форме сшбоосновного анионита АН-22. Четыре исходных раствора нмоот ffl в инте| але содд)жат сульфатов 1Ю 1095 мг/л ш 10 Mrfn во втором, 97 кг/л в третьем к 958 кг/я в четвертом растворах ХЛ01ЯЗДОВ (в nepemi растворе хяорцяц ov сутствуют). Результаты по о 81стке растворов прнмданы в табл. 3.. Т а в ля Q t 3 оказпеяя свойств в растворах

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ МНОГОЗАРЯДНЫХ АНИОНОВ, включающий их контактирование со слабоосновным анионитом, находящемся в форме однозарядного иоиа, отличающийся тем, что, с целью повьпиения степени очистки растворов, перед контактированием в исходный раствор добавляют однозарядный анион, в форме которого находится. аниош1т. 2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что однозарядный аиион добавляют в эквивалентном соотнощении от 1:10 до 1:1 по отиошеиию к миогозарядному аниону.

ДОЕ по сульфатам, мг/мл

ПДОЕ по сульфатам, мг/мл

Количество фильтрата, обогащеиного одноэарядйым ионом, уд. об

Концеитрация в фильтрате, мг/л:

186 хлоридов

52,0

сульфатов

Степень концентрирования хлоридов, %

88,9 Пример 4 Аналогично примеру 1 проводят очистку растворов от сульфатов на нитратной форме слабоосновного анионита АН-221. Четыре исходных раствора имеют рН 1,6-1,8 и содержат по 1068 мг/л сульфатов и 128 мг/л во втором, 548 мг/л в третьем и 960 мг/л

Свойства

ДОВ по сульфатам, мг/мл

ПДОЕ по сульфатам, мг/мл

65,7

Количество фильтрата, обогащенного нитрат-ионами, уд.об.

Кондштрация нитратов в фильтрате, -мг/л

198

Концентрация сульфатов в фильтрате, мг/л

34

Степень концентрирования нитратов,%

74,2

Продолжение табл. 3

75

75

60

401

1400

256

н/о

н/о

н/о

99,3

99,3

99,6

Показатели свойств в ргютворах

I1IZZTZII

61,3

54,5

50,8

68,0

.64,3

65,3

55

40

40

285

1480

1650

н/о

н/6

След

99,4

99,7

99,3 в четвертом растворах нитратов (в первом растворе нитраты отсутствуют), Результаты многозарядных ионов при изменении концентрации нитрат-ионов (NOj) в исходном растворе приведены в табл,4. Таблиц а 4

7 10827708

Как видно из приведенных пртмеров, прове-деления разнозарядных сопутствукнцн ионов

дениё очистки растворов по предлагаемомуна стадии сорбции на 10%.

способу позволяет обеспечить их практически Технико-зкоиомическое 1феимушество

поли;ю степеИь очистки от миогозарядныхпредлагаемого способа по сравнению с базовым

сульфат-ионов при увеличении времени проте-S обьектом (действующим ионообменным спокаиия фильтроцикла примерно в 1,5 раза.собом очистки сульфатно-кальциевых раствоКроме того, по предлагаемому способу одно.ров заключается в снижении стоямосш очистки

временно достигается увелтетле степеии раз-раствора с 32 до 28 коц/м.