Способ определения содержания ионов металлов в катионите

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) (3 ) 5)5 6 01 М МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ(57) Использование: ан роль ионообменных проц сильнокислых концентр ров щелочных ме"аллов менного состава. Сущн измеряют концентрации таллов в растворе, пропу тионит, с последующим удержания и содержани катионите. 1 табл., 1 ил. 42 е объединение "Ба я и практика ионного63, с,121-165, ЕЛ Е Н ИЯ СОДЕ РЖАЛОВ В КАТИОНИТЕ способам опметаллов в каПоставленная цель достигается в известном. способе, включающем ние концентрации ионов металлов ной концентрации кислоты и содержания ионов металлов в кат дополнительно измеряют аналити концентрацию кислоты и рассчитыв держание ионов металлов в катион уравнениям: тем,чтоизмере- Зи активрасчетионите; (.чес куюают соие ионов металь рассчитано вимися и общетеории ионного См Ев)См+Сн ЗСмСкЕп/(См Е-ЗСмСн Еп/(См+Сн) где С- аналитическая концентрация кислоты, г-экв/л;в соответствующих уравнениям 1 и 2 ко центрационнцх интервалах, указанныхграфике.Испытания проводили в колонне с высотой слоя набухшего в воде сульфокатионита КУв водородной форме 4 м, Для испытаний использовали растворы, содержащие серную и соляную кислоты в отношении (10- 120):1 и катионы металлов меди (опыты 1,6,11,13,17,21), никеля (опыты 2,6,12,14,18), железа (2+) (опыты 3,7,9,15,19), цинка (опыты на практического стойерностью(54) СПОСОБ ОПРЕНИЯ ИОНОВ МЕТАЛ Изобретение относится ределения содержания иона тионите.Равновесное содержан лов в катионите может бы соответствии со сложивш признанными положениями обмена по уравнению: где Е - равновесное содержание ионов ме. таллов в катиони 1 е, г-зкв/л;Ея - полная обменная емкость катиони. та(1,938 г-экв/л для КУ;См - концентрация ионов металлов в исходном растворе, г-экв/л;Сн - активная концентрация кислоты (концентрация ионов водорода) в исходном растворе, г-зкв/л.Способ непригоден дляиспользования в связи с недо результатов.Цель изобретения - повышение точности и оперативности определения содержания ионов металлов в катионите. алитический контессов переработки ированных раствои аммония пере- ость изобретения: кислот и ионов мескаемом через карасчетом обьема я ионов металлов в4,8,10,16,20). В растворах перед началом опытов измеряли концентрации ионов металлов, С, активную концентрацию кислоты Сн, аналитическую концентрацию кислот Ск По результатам анализа в прогнозирующем порядке рассчитывали равновесное содержание ионов металлов в катионите по уравнению известного способа к уравнениям 1 и 2 заявленного способа в соответствующих уравнениям (механизмам сорбции) 1 и 2 концентрационных зонах факторного просгранства, Затем раствор фильтровали со скоростью 2,36-3,62 м/час через слой катионита до полного проскока (равновесия). По окончании сорбции катионит промывали водой, десорбировали катионы концентрированным (5-8 н.) раствором серной кислоты или солей с получением концентрированного элюата, В злюате измеряли концентрацию ионов металлов, рассчитывали фактическое равновесное содержание ионов металлов в катионите Еф средне- квадратическое отклонение (Еф-Е), средне- квадратическую ошибку уравнений поформуле б= В контрольных опытах по сорбции катионов металлов из растворов, не содержащих кислот, получено равновесное содержание катионов металлов в катионите Е=1,938 г-экв/л, равное Еп иЕф, ошибка отсутствует, Как видно из данных таблицы, уравнение 1 имеет минимальное отклонение в области высоких концентраций, уравнение 2 - в области низких концентраций, Следовательно, в процессе сорбции возможна реализация двух механизмов сорбции в соответствующих уравнениям 1 и 2 концентрационных зонах 1 и 2, приведенных на графике. Зоны разграничиваются ломаной линией с координатами Ск(См): 1,692 (0,0318), 1,692 (0,0633), 1.108 (0,0633), 1,108 (0,1569), 0,2122 (0,1569); Для выполнения анализа целесообразно использовать систему уравнений (обобщенная модель) в соотве ствующих концентрационных зонах, что обеспечиваетснижение ошибки до 0,081 г-экв/л против0,119 и 0,171 г-экв/л.по индивидуальныммоделям (уравнениям) 1 и 2. Продолжитель 5 ность определения равновесного содержания ионов металлов в катионите пообобщенной модели 6-8 минут, включая отбор пробы, аналитические измерения и процедуру расчета.10 Как показали результаты испытаний, заявленный способ прост в осуществлении,отвечает требованиям производства и обеспечивает:возможность прогноэирующего опре 15 деления содержания ионов металлов в катионите в процессах ионообмен нойпереработки кислых концентрированныхрастворов переменного состава;повышение точности определения за20 счет снижения среднеквадратическойошибки до 0,081 г-экв/л против 0,296 гэкв/л по известному способу;повышение производительности сорбционного передела на 50% за счет исключения25 предварительных операций экспериментального определения содержания ионов металлов в катионите.Ожидаемый зкономический эффект 110136 тыс. рублей в год за счет повышения30 производительности передела,Формула изобретенияСпособ определения содержания ионовметаллов в катионите, включающий пропускание раствора через слой катионита, оп-.35 ределение концентраций ионов металлов врастворе и полной динамической обменнойемкости катионита, расчет обьема удержания и содержания ионов металлов в катионите, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью40 повышения точности и ускорения анализа,определяют концентрации кислот в растворе, а объем удержания рассчитывают. какотношение полной динамической обменнойемкости катионита к сумме концентраций15 кислот и ионов металлов.1775664 Обобщенная иодельг Заявляенеей способ управления Исходнй раствор Уравнение,Е результат сс ся Е(Е "Е)т(Е -Е)а 0,0318 ,692 0,892 0,1569 0,2122 Сулиа Х(Е-Е)ф -Е)/2 0,0934 0,32Сц58 0 Я0,2 Составитель А.ШубинокТехред М.Моргентал Корректор Т,Палий Редактор Заказ 4031 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 47"5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 5 б 7 В 91 О 11 12 13 14 15 16 17 18 20 211,184 0,376 0,06 0,091 0,547 0,868 0,227 0339 0,304 0,560 0,107 0,158 0,800 1,157 0,349 0,500 0,657 0,969 0,306 0,529 1,558 авестный способЕ (Е -Е)тР 0,066 0,0139 010 Э 0,07460,029 0,001 0,041 00025 0,291 0,06569 0,422 019848 0,128 0,0098 0,182 0;024 ь0,122 0,03311 0,184 0,1413 0,054 0;0028 0,074 0,00712 0,510 0,08419 0,671 . 0,2366 0,242 0,0114 О,Э 37 0,0265 0353 0,0926 0,55 01752 0,176 0,01685 о,г 44 0,08110,824 0,539