Способ проведения ионообменногопроцесса

(5 )М. Кд,В 01 О 15/04 Гааударстаеивй квинтет СССР ае диам иаабрвтениЯ и аткрытиЯ(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИОНООБМЕННОГОПРОЦЕССА Изобретение относится к химико-технологическим процессам, а именно к сорбционным процессам, н может быть использовано при сорбционном извлечении и концентрйровании различных веществ с помощью ионообменных смол нз водных растворов в химической техно; логни, гидрометаллургии, водоподготовке и других областях.Известен способ фильтрации, включающий предварительную обработку подаваемого на сор 10 бцию раствора действием магнитного поля и последующую сорбцию, При этом эа счет пред. варительной обработки раствора магнитным по. лем достигается увеличение обменной емкости сорбента. 111. Недостатком данного способа является тех. нологическая сложность его осуществления.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ проведении ионообменного процесса обессоливания воды, включающий предварительную обработку исходного раствора путем одновременного воздействия магнитного 2поля и нагревания и его последующую фильтрацию через органические сорбенты 2.Недостатком известного способа являетсято, что он не позволяет существенно повыситькинетику поглощения ряда элементов, а такжетехнологическая сложность его осуществления.Цель изобретения - увеличение скоростисорбционного извлечения различных веществорганическими сорбентами,Поставленная цель достигается способом проведения ионообменного процесса, включающимпредварительную обработку исходного растворафизическими методами путем его вакуумирова.ния и его последующую фильтрацию черезорганические сорбенты.Отличительным признаком способа являетсяпроведение предварительной обработки исход.ного раствора путем его вакуумирования.Другое отличие способа состоит в том,что величину вакуума поддерживают равным0,5-0,7 атм.При вакуумнровании происходит удалениенз воды газов, что приводит к изменению ееструктуры, вследствие чего увеличивается ско.-0,2 -0,3 .0,4 -0,50,60,7 -0,8 -0,9 абл 48 48 48 Время сорбцнн 90%-ной меди из раствора, мин рость диффузии, находящихся в ней конов н соответственно скорость сорбции.Кроме того, удаление газов нз раствора способствует снятию диффузионного сопротивления, создаваемого пузырьками газа на поверхности нонообменных смол, и также увеличивает скорость сорбции.Исходный, раствор помещают в сосуд, соединенный в верхней части с вакуумным насосом, и создают вакуум иад 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 интервал между обработкой и сорбцией не должен превышать этого времени.П у и м е р 1. Проводят сорбцию меди из обработанного действием вакуума 0,006 М раствора СиС 1 з на катионите КУпри 20 С. Берут 200 мл 0,006 М раствора СмС 1 и помещают 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, .в течение 10 мин, Затем отключают вакуум и при атмосферном давлении в колбу вносят 2 г набухшего катнонита КУв натриевой форме, одновременно фиксируя время начала опыта. Раствор с катионитом перемешивают и последовательно с интервалом в 1 мии отбирают из колбы пробы раствора в количестве 2 мл и определяют в ннх полярографически содержание меди. Параллельно проводят контрольные опыты по известному способу, а также в отсутствии предварительной обработки,Скорость процесса в опытах характеризуют временем, необходимым для сорбцин 90% меди из раствора.Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции меди приведены в табл. 1. Способ обработки раствор-0,3 6,15 -0,4 4,10,5 3,40,6 3,20,7 3,20,8 3,200,9 3,2Из приведенных в табл, 1 данных следует,что предварительная обработка раствора действием вакуума значительно уменьшает времясорбции меди, Наибольший эффект ускорениясорбции наблюдается в интервале используемого вакуума 0,5-0,7 атм. При данных значенияхвакуума время сорбции меди в 2,7-3,2 разаменьше по сравнению с известными способами,Увеличение вакуума свыше 0,7 атм не приводитк улучшению кинетики процесса сорбции.П р и м е р 2. Но примеру 1 проводятсорбцию никеля из 0,001 М раствора йС 1на анионите АНФ при 20 С. Концентрациюникеля в растворе определяют атомно-абсорбцнонным методом,Результаты опытов по влиянию величинывакуума на скорость сорбции никеля приведены в табл. 2. ЭО Способ обработки раствора В отсутствии обработки35Обработку qо известномуспособуОбработка по предлагаемомспособу действием вакуумаатм;40010,2 Обработка по известнспособу 3,8способ 9,6 8,00,1 -0,2 Обработка по предлагаемомуспособу действием вакуума,атм: Из приведенных в табл, 2 данных следует, что предварительная обработка раствора дей. ствием 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 2,6 резв меньше по сравнению с известнымиамн.П р и м е р 3. По примеру 1 проводят сорбцию тетрациклина из 0,0025 М раствора на катионите КУ.1 при рН.2,2 и температуре 20 С. Концентрацию тетрациклина в растворе определяют прямым спектрофотометрическнм методом при 360 нм. Результаты опытов по влиянию величины вакуума на скорость сорбции тетрациклина . приведены в табл. 3, Таблица 3 Способ обработки раствора Время сорбции90 о-ного тетра.циклина израствора, мин 31 В отсутствии обработкиОбработка по известномуспособуОбработка по предлагаемомуспособу действием вакуума,атм: 25 28 24 18 16 14 12 12 12 120,10,20,30,4 .0,5 -0,6 -0,70,80,9 лсИз приведенных в табл, 3 данных следует,что предварительная обработка раствора дей.,ствием вакуума значительно уменьшает времясорбции тетрациклйна. Наибольший эффектускорения сорбции наблюдается в интервалеиспользуемого вакуума 0,5-0,7 атм, При данныхзначениях вакуума время сорбции тетрациклинав 2,1-2,6 раза меньше по сравнению с извест.ными способами,П р и м е р 4, По примеру 1 проводятсорбцию уксусной кислоты иэ 0,02 М растворана анионите АВпри 20 С.Концентрацию уксусной кислоты в раство.ре определяют потенциометрическим методом.Результаты опытов по влиянию величинывакуума на скорость сорбции уксусной кисло.ты приведены в табл. 4.Таблица 4 ремя сорбции0%-ной уксуснойислоты из раст.вора, ч особ обработки раствора В отсутствии обработк Обработка по известномуспособу803950 Продолжение табл, 4 г Обработка по предлагаемому5 способу действием вакуума, атм: 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 7,0 6,2 5,4 4,4 Э,7 3,3 3,3 3,3 3,3 40 Формула изобретения 1. Способ проведения ионообменного про.цесса, включающий предварительную обработку4 исходного раствора физическими методами иего последующую фильтрацию через оргапьческие сорбенты, отличаю щийсятем, что, с целью увеличения скорости процесса, предварительную обработку ведут вакуумй.й роваиием.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ,и й .с я тем, что величину вакуума поддерживаютравным 0,5-0,7 атм.Источники информации,Япринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 212228,кл, В 010 15/04 .2, Авторское свидетельство СССР Нф 565883,С 02 В 1/16, 1973 (прототип). Из приведенных в табл, 4 данных следует,что предварительная обработка раствора дей-ствием вакуума значительно уменьшает времясорбцин уксусной кислоты, Наибольший,эффект ускорения сорбции наблюдается в интервале используемого вакуума 0,5.0,7 атм.При данных значениях вакуума время сорбща 2 уксусной кислоты в 8-2,3 раза меньше посравнению с известными способами.Приведенные примеры свидетельствуют отом, что предлагаемый способ является доста.точно универсальным, так как позволяет в 2.30 128 раза ускорить кинетику поглощения неорганических и органических веществ как накатионитах, так и на анионитах.Использование предлагаемого способа всорбционных процессах позволяет проводитьпри комнатной температуре быстрое и эффекЭф тивное извлечение н разделение раэштчныхвеществ. Благодаря простоте аппаратурногооформления он может быть использован всамых различных технологических процессах.