Способ разделения смешанного слоя ионитов Советский патент 1984 года по МПК C02F1/42 B01J47/00 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/02 

1

Изобретение относится к способу разделега{я смешанного слоя ионитов и может быть использовано в ионообменной технол|огин в области водоподготовки в процессе обессоливания воды. .

В известных способах, работающих со смешанным слоем сорбентов, разделение ионитов осуществляют либо восходящим потоком воды за счет различия плотности сорбентов, либо в магнитном поле, если один из ионитов обладает магнитными свойст- вами« Эффективности разделения ионитов значительно понижается при появлении эффекта разбухания смешанного слоя электростатического притяжения гранул разноименно заряженных ионитов, сопровождающегося увеличением их суммарного объема. Электростатическое взаимодействие разноименно заряженных ионитов в некоторых случаях, например при использовании в смешанном слое высокросновного анионита и карбоксильного катионита, настолько велико, что разделение ионитов практически неосуществимо.

Известен способ разделения смешанных ионообмен1 1х насадок, согласно которому разделение осуществляют т{бс путем ввода взвешенных в жидкости, например в воде, смеси смол в разделительное устройство сверху вниз в противотоке к жидкостиносителю, с целью гидроклассификации ионитов за счет различия плотностей анионита и катионита, либо путем контроля рН и (или) плотности суспензии ионита в зоне обработки, причем изменение рН и (или) плотности определяет границу разделе ния катионит - анионит, либо путем вывода катионита на уровне ниже границы раздела ионитов, либо путем вывода анионита на уровне выше границы раздела ионитов JYJ.

Недостаток данного способа состоит в низкой степени разделения ионитов из-за невозможности создания ламинарного потока воды, различной скорости оседания гранул сорбентов неодинаковой дисперсности, электростатического слипания разноименно заряженных гранул.

Известен также способ разделения катионо- и анионообменньк смол, согласно которому катионообменную

252012

г смолу отделяют от анионообменной в сепарационной камере добавлением к смеси жидкости с плотностью, промежуточной между плотностями разделя5 емых смол, но достаточно отличанмцей- ся от них для обеспечения флотации анионообменной смолы и осаждения катионообменной смолы. Жидкость вводят в камеру непрерывно, а удаляют

10 ПОРЩ1ЯМИ .

К недостаткам указанного способа относится большой расход реагентов и промывной, воды, приводящий к удорожанию процессов..

15 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения смешанного слоя ионитов вертикальной колонне, заключаю1цийся 20 в том,, что смесь ионитов разделяют в вертикальной .колонне, в которой циркулирует поток жидкости, насыщенной пузырьками воздуха и содержащей добавки флотореагентов (полиами25 ны, первичные амины, четвертичные или первичные соли аммония, дитиофосфаты, дитиокарбаматы, арйлсульфонаты). Один из ионитов флотируется и выводится из верхней части колонны, 30 другой выводится из нижней части |ЗД.,

Недостатками известного способа являются низкая степень разделения ионитов (85%) за счет проявления эффекта разбухания смешанного слоя, ,, ротери регенерируюпщх агентов и высокая стоимость процесса.

Цель Изобретения - обеспечение возможности количественного разделения смешанного слоя ферромагнитно0 го и немагнитного ионитов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения смешанного слоя ионитов, включающему обрабо ку химреагентом,, в ка5 честве последнего используют 1-5%-ную суспензию извести с последующей магнитной сепарацией обработанной смеси. При этом с целью повьш1ения степени разделения обработку смеси ведут

0 при соотношении объемов смеси ионитов и суспензии извести 1:1-1:5 в течение 1-10 мин.

Необходимость обработки смещанного слоя ионитов перед разделением

5 обусловлена тем,, что при использовании в смешанном слое сильно- и слабодиссоциированного ионита разделение в водной среде неэффективно или вообще невозможно ввиду слипания разноименно заряженных гранул ионитов. Этот эффект может быть уменьше только при разделении смеси ионитов в среде концентрированных электролитов, причем при переносе в воду иониты вновь слипаются. Согласно предлагаемому способу уничтожению эффекта слипания смешанного слоя ионитов способствует обработка его 1-5%-ной суспензией извести. При этом происходит перезарядка поверхности катионита в кальциевую форму что снижает эффект электростатического притяжения ионитов. При переносе смеси ионитов в водную среду электростатического слипания ионитов уже не происходит, что делает возможньм их разделение магнитной сепарацией. Пример 1. Смесь 10 л ионит КБ-2 и .20 л ионита АВ-17ф ферромагнитной модификации, отработанную в процессе деминерализации водопроводной воды, вносят в реактор емкостью 200 л, снабженный мешалкой. Одновременно туда же вносят 120 л О,5%-ной суспензии известиj перемешивают в течение 10 мин со скоростью оборотов мешалки 5-10 . От.работанную смесь ионитов подают в верхнюю часть наклонного магнитного сепаратора, имеющего напряженность магнитного поля (20-30)-10 А/м и ориентированного к горизонтальной плоскости под углом 70 , to скоростью 0,06 л/с. Магнитный и немагнитный иониты собирают в разные при еьшики. Степень разделения ионитов опре делают по количеству оставшегося а онита в катионите и катионита в ани оните, обрабатывая каждую фракцию д полнительно 5%-ной суспензией извес 1ти и разделяя с помощью магнита. П р и м ер 2. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 1%. Пример 3. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 3%. Пример А. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 5%. Пример 5. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 6%. Пример 6. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 3%, время перемешивания смеси ионитов с известью 0.5 мин. 4 Пример 7. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 1 мин. Пример 8. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 5 мин. Пример 9. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 10 мин. Пример 10. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 12 мин. Пример 11. Аналогичен примеру 1; концентрация оксида кальция 3%, объемное соотношение суспензии извести; ионит 1:0,05, время перемешивания смеси ионитов с известью 3 мин. П р и м е р 12. Аналогичен примеру 11; объемное соотношение суспензия извести;ионит 1;1. Пример 13. Алалогичен примеру 11; объемное соотношение суспензия извести;ионит 1;3. П р и м е р 14. Аналогичен примеру 11J объемнре соотношение суспензия извести;ионит 1;5, Пример 15.Аналогичен примеру 1 1 ; объемное соотношение суспензия извести;ионит 1;6. Пример 16. Разделение смешанного слоя ионитов по известному способу. Смесь Ю л ионита КБ-2 и 20 л ионита АВ-17 Ф, отработанную в процессе деминерализации водопроводной воды, обрабатывают раствором 1,5 г октиламина в 30 л вода в течение Юютн и разделяют во флотомашине типа Механобр с объемом камеры 3 л порциями по 2л. Соотношение ж;т 3:1, время флотадаи 10 мин. Степень разделения ионитов 85%. Данные о влиянии концентрации извести, соотношения объемов смеси ионитов исуспензии извести и времени контактирования извести с иоинтами на степень разделения ионитов КБ-2 и АВ-17 ф приведены в таблице. Как следует из представленных данных, предлагаемый способ обеспечивает получение индивидуальных катионита и анионита из смешанного ,слоя с чистотой 99,99 и 99,90%, при этом оптимальными условиями обработки являются; концентрация суспензии извести 1-5%, время обработки 1 10 мин, соотношение объемов смеси . ионитов и суспензии извести 1:1-1:5,

$. 1125201ft

ТйхШйсо-экономическая эффектна-14,9Z (с 85 до 99,9%), а также со ййсть предлагйемогр способе обусловькраплением расхода регенерируюиих

.ленд воэможностыо количественногоагентов на Величину , соотввт-

разделения ионитов различной моди ствуюв(ую степени загрязненния иокации и увеличением Степени их разде- 5нита противоположно загрязненным

леиия с повышением чистоты ионитов насорбентом 14,9% .

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕШАННОГО СЛОЯ ИОНИТОВ, включающий рбработку xи фeaгeriтoм, о т л и ч a ющ и и с я тем, что,, с целью обеспечения возможности количественного разделения смешанного слоя ферромагнитного и немагнитного ионитов, в качестве химреагента используют 1-5%-ную суспензию извести с последующей магнитной сепарацией обработанной смеси. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени разделения, обработку смеси ведут при соотновении объемов смеси ионитов и суспензии извести 1:1-1:5 в течение 1-10 мин.