Способ проведения ионообменногопРОцЕССА Советский патент 1981 года по МПК B01D15/04 

Изобретение относится к химико-технологическим процессам, а именно к сорбционным процессам, и может быть использовано при сорбционном извлечении и конценгтрйровании различных веществ с помощью ионообменных смол из водных растворов в химической техно логин, гидрометаллургии, водоподготовке и дру гих областях. Известен способ фильтрации, включающий предварительную обработку подаваемого на сор бцию раствора действием магнитного поля и последующую сорбцию. При зтом за счет прея варительной обработки раствора магнитным полем достигается увеличение обменной емкскти сорбента 1. Недостатком данного способа йвляется технологическая сложность его осуществления. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигаемому результату является способ проведения ионообменного процесса обессоливания воды, включающий предварительную обработку исходного раствора путем одновременного воздействия магнитного 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 вакуумирсва ния и его последующую фильтрацию через органические сорбенты. Отличительным признаком способа является проведение предварительной обработки исходного раствора путем его вакуумнрования. Другое отличие способа состоит в том, что величину поддерживают равиым 0,5-0,7 атм. При вакуумировании происходит удаление из воды газов, что приводит к изменению ее структуры, вследствне чего увеличивается око3рость диффузии, находящихся в ней ионов и соответственно скорость сорбции. Кроме того, удаление газов из раствора спо собствует снятию диффузионного сопротивлени создаваемого пузырьками газа на поверхности ионообменных смол, и также увеличивает скорость сорбции. Исходный, раствор помещают в сосуд, соединенный в верхней части с вакуумным насосом, и создают вакуум над раствором в пределах 0,6-0,9 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 шпервал между обработкой и сорбцией не должен превышать этого времени. Пример 1, Гфоводят сорбцию меди из обработанного действием вакуума 0,006 М раствора CuCl на катионите КУ-2 при 20 С. Берут 200 мл 0,006 М ргкпгвора CuClg и пом щают 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, S течение 10 мин. Затем отключают вакуум и при атмосферном давлении в колбу вносят 2 г набухшего катионита КУ-2 в натриевой форме, одновременно фиксируя время начала опыта. Раствор с катионитом перемешивают и последовательна с интервалом в 1 мин отбирают из колбы пробы раствора в количестве 2 мл и ешределяют в них полярографкчески содержание меди. Параллельно проводят контрольные опыты по известному способу, а также в отсутствии предварительной обработки Скорость процесса в опытах характеризуют временем, необходимым для сорбции 90% мед из раствора. Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции меди приведены в табд, L Таблица 1 Время сорбСпособ обработки раствора ции 90%-ной меди из рас вора, мин

Обработка по предлагаемому способу действием вакуума, атм:

-ОД

-0,2

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. Продолжение табл. 1 Из приведенных в табл. 1 данных следует, что предварительная обработка раствора действием вакуума значительно уменьшает время сорбции меди. Наибольший эффект ускорения сорбции наблюдается в ннтервале 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. Увеличенне вакуума CBbmie 0,7 атм не приводит к улучшению кинетики процесса сорбции. Пример 2. По примеру 1 проводят сорбцию никеля из 0,001 М раствора NiCK на анионите АН-2Ф при 20° С. Концентрацию никеля в растворе определяют атомно-абсорбЩ1ОННЫМ методом. Результаты опытов по влиянию величины вакуума на CKqxxTb сорбции никеля приведены в табл. 2. Таблица 2 Способ обработки раствора Время сорбции 90%-ного никеля из раствора, мин В отсутствии обработки Обработку по известному способу Обработка по предлагаемому способу действием вакуума,