Способ разделения ионов щелочных металлов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет скинСоциалистическихРеспублик 1 и 988312Опубликовано 15,01.83. Бюллетень 2 Дата опубликования описания 25.01,83 лв илам нзейретнннй н нткрмтнйЮ, И. Дытнерский, В, М. Саенко, Е. П.,Моргунова,. Л. И. Гущина, М, Г. Еременко и Г. Д.1 ухов,1 иФ ъ Волгодонской филиал Всесоюзного научно-исследова гыьского / и проектного института к поверхностно-активных веществ(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ЩЕ.ЛОЧНЫХ МЕТА,Л,ЛОВИзобретение относится кметодам разделения щелочных металлов непосредственно в водном растворе без изменения, агрегатного состояния и может быть использовано для разделения близких по свойствам ионов, например К - 1.1+, К - 1 Чаф,5Известен способ разделения ионов . с одинаковым знаком заряда методом электродиализа. Способ включает подачу раствора, содержащего разделяемые ионы, в крайнюю разделительную камеру и промывание последующих камер раствором электролита, в качестве которого используют раствор, содержащий наиболее подвижный из разделяемых ионов: Процесс проводят при плотности тока 100 - 300 А/м в течение 6 - 12 ч 11.5Недостатком данного способа является изменение физико-химических свойств раствора в связи с электрохимическим разложением при повышенной концентрации солей.Известен способ разделения ионов ще,го дочных металлов путем электроосмофильтрации исходного раствора, содержащего разделяемые ионы 121.Недостатком этого способа является низ.кая степень разделения, что подтверждается 2коэффициентом разделения, коэффициент разделения Кф и 1.1 ф - 1,0, а Кф и Ма - 0,8.Цель изобретения - увеличение степени разделения.Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения ионов щелочных ме- таллов путем электроосмофильтрации исходного раствора, содержащего разделяемые ионы, в исходный раствор перед электроосмофильтрацией вводят катионогенные поверхностно-активные вещества.В качестве поверхностно-активного вещества используют алкилбензилдиметиламмонийхлорид в количестве 300 в 5 мг/л,Электроосмофильтрации подвергается раствор, содержащий смесь хлоридов лития, натрия и калия с исходной концентрацией 0,005 М по каждой соли. Опыты проводятся в диапазоне плотностей от 0,1 А/м до 10 А/м.При воздействии электрического поля на обратноосмотические мембраны используемая . добавка катионного поверхностноактивнбго вещества позволяет повысить коэффициент разделения по К и Ы до 3,0 - 8,5, по К.и Ха+ до 1,8, при этом селективность мембран по ионам щелочных металлов98831 24К и 1.1 ф с 1,9 до 3,0 - 8;5 ионов Кф и Хат с 0,8 до 1,8.При работе над данным способом испытывались все классы ПАВ: катионогенные - АБДМС 1 Си - С 1 т, АБДМС 1 Сгт - Сяе, анионогенные алкил-сульфаты, неионогенные нонилфенолы с различной степенью оксиэтилирования. В результате проведенных опытов было получено, что коэффициенты разделения повышались только при воздействии катионогенных ПАВ. Это объясняется повышенной сорбцией катионогенных ПАВ на мембране, поэтому возрастает селективность мембраны, При этом происходит увеличение прохождения ионов К и замедление ионов Ы+. Это можно объяснить так: ПАВ сорбируясь на мембране создают дополнительный энергетический барьер для прохождения ионов через мембрану. К проходит лучше, так как у него самый малый гидратированный радиус и самая низкая теплота гидратации.Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить коэффициент разделения ионов щелочных металлов непосредственно в растворе с 1,5 до 3 - 8,5 по ионам К+/Ха+ и с 0,8 до 1,8 по Яа+/1 1 ф. Формула изобретения также возрастает за счет того, что гидрофильная часть поверхностно-активного вещества образует водородные связи с молекулами воды.Однако селективность по каждому виду ионов изменяется в различной степени вследствие того, что энергия взаимодействия каждого из иойов с поверхностью мембраны и гидрофильной частью ПАВ различна. Поэтому происходит увеличение коэффициента разделения, Опыты проводятся в обратноосмотической ячейке проточного типа при рабочем давлении 30 + 1 атм, В качестве токоподводящих электродов используются пористые пластины, которые одновременно служат дренажом для отвода фильтрата.Пример 1, Раствор, содержащий 115 мг/л иона Ма+, 195 мг/л иона К+, 39,5 мг/л иона 1.1, подвергают процессу электроосмофильтрации в обратноосмотической ячейке проточного типа с целью разделения ионов щелочных металлов. Разделение проводится в обратноосмотической ячейке проточного типа при рабочем давлении 30+ 1 атм, При плотности тока 1 А/м коэффициент разделения ионов К+ и Ыт составляет 1,9, а К+ и Ма+ - 0,8. После добавления катионогенного ПАВ алкилбензилдиметиламмонийхлорида фракции С 4 - С и в концентрации 500 мг/л, коэффициент разделения ионов щелочных металлов увеличивается: Кф и Ы+ до 3, а К и Ма+ до 1,8.Пример 2. Раствор, содержащий 46 мг/л иона Ха, 78 мг/л иона К+ 14 мг/л иона Ы+, подвергают процессу электроосмофильтрации в обратноосмотической ячейке проточного типа с целью разделения, Рабочее давление 30 й 1 атм. При плотности тока 0,3 А/м коэффициент разделения ионов К и 1.1 составляет 2,5 а Ма+ и Ыф - 3. При добавле- нии катионогенного ПАВ алкилбензилдиметиламмонийхлорида фракции Сл - Сге в количестве 300 мг/л при этой же плотности тока коэффициент разделения К+ и Ы увеличивается до 8,5, а Ма и 1.1 ф до 9,Из приведенных примеров видно, что добавка ПАВ в процессе электроосмофильтрации позволяет увеличить коэффициент разделения ионов щелочных металлов по 1 О 15 20 25 30 35 4 О 1. Способ разделения ионов щелочныхметаллов путем электроосмофильтрации исходного раствора, содержащего разделяемые ионы, отличающийся тем, что, с цельюувеличения степени разделения, в исходныйраствор перед электроосмофильтрацией вводят катионргенные поверхностно-активныевещества.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтов качестве поверхностно-активного вещества используют алкибензилдиметиламмонийхлорид в количестве 300 в 5 мг/л.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1., Авторское свидетельство СССР686740, кл. В 01 Р 13/02, 1977.2. Дытнерский Ю. И. Обратный осмоси ультрафильтрация, М., Химия, 1978,с. 192 - 199 (прототип).Составитель О. Зобнин РедакторИ, Касарда Техред И. Верес Корректор М. Демчик Заказ 10563/6 Тираж 686 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 .