Способ разеления компонентов растовора

О П И С А Н И Е пц 58340ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.05.82(72) вторызобретения Ю. И. Дытнерский и аявитель Московский ордена Ленина и орденахимико-технологический институ) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ КОРАСТВОРА оненто ора по мотиче цаемы Изобретение относится к химической технологии, занимающейся разделением водных растворов с помощью полупроницаемых мембран. Может использоваться для опреснения морской воды, выделения ценных продуктов, очистки сточных вод.Известен способ разделения комп в раствора путем пропускания раств д давлением, превышающим его ос ское давление, через полупрони е мембраны 1 обратный осмос) 111.Недостаток этого способа - растворенные компоненты не разделяются между собои, так как полупроницаемые мембраны задерживают все растворенные вещества, пропуская только молекулы растворителя.Известен также способ разделения компонентов раствора путем пропускания через раствор постоянного электрического тока, подводимого к электродам, отделенным от раствора ионообменными мембранами .электродиализ) 121.11 ри этом способе индивидуальные компоненты не выделяются из раствора, поскольку перенос ионов через ионообменные мембраны обусловлен только знаком заряда иона, но не зависит от природы иона.Известен способ разделения компонентов раствора путем пропускания его между двумя электродами, создающими постоянное электрическоепродавливанием черрегородки, отделяютвора 31,1 гри этом способе компоненты раствора, содержащего несколько электролитов, не разделяются между сооой, поскольку разделенные в электрическом поле только по знаку заряда ионы свободно проникают с потоком воды через фильтровальные перегородки.Цель изобретения - разделение раствора, содержащего несколько электролитов, на фракции, содержащие индивидуальные кислоты или основания.т.; этой целью продавливание осуществляют через полупроницаемые ооратноосмотические мемораны под давлением, превышающим осмотическое давление раствора. Ири проведении разделения методом обратного осмоса степень задержания полупроницаемыми мембранами различных ионов различается очень незначительно, что не позволяет выделять отдельные ионные фракции. Сочетание ооратного осмоса с пропусканием через раствор постоянного электрического тока, созданного источником постоянного тока, соединенного с двумя электродами, отделенными от раствора полупроницаемыми мембранами, позволяет последо583540 Формула изобретения 35 Текред А, Камышникова Корректор 3. тарасова Редактор П. Горькова Заказ 712/21 Изд, М 154 Тирани 733 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по дслам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4(5Типография, пр,Сапунова, 2 вательно выделять из смеси фракции отдельных элементов, отличающиеся степенью задержания их полупроницаемыми мембранами под действием разности давлений, 5П р и м е р 1. Водный раствор, содержащий СаС 1 и КаС 1, разделяется на ацетатцеллюлозной мембране со средним диаметсром пор 20 - 30 А под давлением 30 ати. Расстояние между электродами 0,8 см, на 10 пряжение 10,2 В, плотность тока 3,1 10 - " А/см, Содержание ионов в исходном растворе следующее, мг/л:Ионы кальция 36315Ионы натрия 9,5 Ионы хлора 651,5 Проницаемость мембраны со стороны отрицательно заряженного электрода 2,5 л/мч, а со стороны положительно заряженного электрода 1,2 л/мч.В процессе разделения концентрации ионов, прошедших через полупроницаемую мембрану со стороны положительно заряженного электрода, изменяется и содержание ионов следующее, мг/л:Ионы кальция 2,1Ионы натрия 5,9Ионы хлора 1169,0 30 Концентрация ионов, прошедших через полупроницаемую мембрану со стороны отрицательно заряженного электрода, изменяется до значений, мг/л;Ионы кальция 3,4Ионы натрия 105,5Ионы хлора 4,0 В камере с отрицательно заряженным электродом образуется фракция ионов натрия с содержанием ионов равным 93%. Ионы же кальция, имеющие тот же знак заряда, хорошо задерживаются мембранами и остаются в исходном растворе.р и м е р 2 Водный раствор содержа 45 щий электролиты К 804 и КС 1, разделяют на ацетатцеллюлозной мембране со средоним диаметром пор 20 - 30 А под давлением 20 ати. Расстояние между электродамн 0,8 см, напряжение 4,2 В, плотность тока 5 10 -А/см, Содержание ионов в исходном растворе следующее, мг/л:Ионы сульфата 1104Ионы калия 1420 55 Ионы хлора 476 Проницаемость мембраны со стороны отрицательно заряженного электрода 3,8 л/м ч, а со стороны положительно заряженного электрода 2,2 л/мч,В процессе разделения концентрации ионов, прошедших через полупроницаемую мембрану со стороны положительно заряженного электрода, изменяется следующим образом. Ионов сульфата не обнаружено. Ионов калия не обнаружено, ионов хлора 1515 мг/л.Концентрация ионов, прошедших через полупроницаемую мембрану со стороны отрицательно заряженного электрода, изменяется следующим образом. Ионов сульфата не обнаружено, ионов калия 1530 мг/л, ионов хлора 4,2 мг/л.Таким образом, в камере с положительно заряженным электродом образуется фракция ионов хлора с содержанием ионов, равным 100%.Ионы 804 - задерживаются полупроницаемой мембраной и остаются в исходном растворе.Используя предлагаемый способ, можно не только очищать воду от растворенных электролитов, но и выделять их в виде индивидуальных ионных фракций путем образования в электродных камерах различных кислот и оснований. Способ разделения компонентов раствора путем пропускания его между двумя электродами, создающими постоянное электрическое поле, и одновременным продавливанием через перегородки, отделяющие электроды от раствора, отл и ч а ю щ ий ся тем, что, с целью разделения раствора, содержащего несколько электролитов, на фракции, содержащие индивидуальные кислоты или основания, продавливание осуществляют через полупроницаемые обратноосмотические мембраны под давлением, превышающим осмотическое давление раствора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кейл Б. Лабораторная техника органи. ческой химии. М., Мир, 1966, с, 203 - 204.2. Дытнерский Ю, И, Мембранные процессы разделения жидких смесей, М Химия, 1975, с. 9 - 14.3, Деминерализацпя методом электродиализа, М., Госатомиздат, 1963, с. 7 - 13.