Способ отмывки ионитов от растворов

СО ВЕТС КИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 17879 я)5 С 1 42 3490 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОТМЫВКИ ИОНИТОВ ОТРАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к ионообменной и сорбционной технологии и может найти применение в процессахводоподготовки, извлечения ценных компонентов из растворов ионообменного синтеза, Сущность предлагаемого способазаключается втом, что суспензию катионитаКУх 8 в 3,9 н. растворе соляной кислоты Техническое решение относится к ионообменной и сорбционной технологии, Оно может найти применение в процессах водо- подготовки, извлечения ценных компонентов из растворов, ионообменного синтеза и т.д,Обычно в процессах водоподготовки операции сорбции проводят из относительно разбавленных растворов, Регенерацлю же ионитов чаще всего ведут концентрированными растворами регенерантов. Для того, чтобы иониты возвратить на стадию сорбции, их необходимо отмыть от растворов регенерантов, находящихся с ними в контакте,Наиболее близким к предлагаемому является способ отмывки отрегечерированного ионита от регенерирующего раствора в противоточной цилиндрической колонне с или анионита АНв 5,0 н, растворе гидроксида натрия загружают в колонну в форме расширяющегося кверху усеченного конуса и отмывку ведут в непрерывном или периодическом режиме, подавая воду сверху вниз, а ионит снизу вверх с соотношением обьемных скоростей движения воды и ионита 1,0;(1,5 - 1,8), При этом из колонны сверху выводят полностью отмытый от йсходного раствора ионит, а снизу либо исходный 3,9 н, раствор соляной кислоты в с учае отмывки катионита КУх 8, либо исходный 5,0 н. раствора гидроксида натрия при отмывке анионита АН. Предлагаемый способ позволяет уменьшить расхозд воды на отмывку ионитов до 0,4 - 0,5 м /м набухше 3го ионита и получать исходный контактировавший с ионитом раствор. 3 ил. флюидизированным слоем при движении ионита под действием силы тяжести и подачей воды снизу вверх, Ориентировочно расход воцы на отмывку ионита составляет 5 - 10 м /м набухшего ионита. Недостатка 3ми способа являются: разбавление водой получаемого раствора; при используемом направлении движения фаз более плотный раствор находится сверху, поэтому при прерывании процесса происходит размывание фронта десорбции вследствие естественной конвекции,Целью изобретения является уменьшение расхода воды и получение исходного, контактировавшего с ионитом, раствора,Поставленная цель достигается предлагаемым способом отме явки ионитов водой от растворов в противотчной колонне в форме расширяющегося к верху усеченного ко 1787946нуса с соотношением объемных скоростейдвижения воды и нита 1,0:(1,5 - 1,8).Отличия предлагаемого способа состоят в том, что отмывку ведут в колонне вформе расширяющегося к верху усеченногоконуса с соотношением объемных скоростей движения воды и ионита 1,0:(1,5 - 1,8),Процесс отмывки ионитов водой от концентрированных растворов всегда протекает с увеличением их объема. При отмывке вцилиндрйческих противоточных колоннах сплотным слоем перемещение ионита осуществляется при очень больших давленияхиз-за значительного увеличения его набухаемости. Для уменьшения истирания ионитапри перемещении в колоннах и использование возможности непрерывного проведения процесса отмывку необходимо вести вколоннах в форме расширяющегося к верхуусеченного конуса с соотношением объемных скоростей движения воды и ионита1,0:(1,5 - 1,8). В данном процессе вода расходуется на вытеснение раствора из межзеренного пространства и, кроме того,чебольшое количество воды переходит взерна ионита, замещая сорбированный настадии регенерации электролит.Движение воды по колонне сверху внизчерез слой ионита обеспечивает полное вытеснение контактировавшего раствора безразбавления и позволяет проводить процесс отмывки с минимальными (0,4 - 0,5м /м набухшего ионита) затратами воды.При равномерном распределении движения раствора и ионита по сечению колонны и при подаче менее плотногопромывного раствора по сравнению с вытесняемым сверху вниз в противоточной колонне устанавливается стационарныйфронт десорбции электролита, который неменяется во времени.П р и м е р 1, Отмывку катионита КУх 8от 3,9 н раствора НС проводили в противоточной конической колонне, имеющей следующие размеры: Н = 236 см, Дж, = 4 см,Дверх, = 15,5 см, угол при вершине 3.Процесс отмывки КУх 8 осуществлялипри непрерывной подаче воды в колонну соскоростью 250 мл/мин сверху вниз и ионитаснизу вверх со скоростью 375 мл/мин (соотношение 1,0:1,5),Направление движения воды сверху вниз определялось тем, что плотность воды меньше плотности отмываемого раствора и естественная конвекция способствует обострению фронта десорбции электролита.Суспензию ионита в растворе электролита загружали в колонну, раствор опускали до уровня ионита и начинали подачу воды. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 После того, как пропустили 11 л воды включили подачу ионита.Через пробоотборники, расположенные по всей высоте колонны, отбирали пробы раствора и анализировали,По результатам анализа строили графики распределения концентраций соляной кислоты по высоте колонны (фиг.1, кривая 1). Площадь сечения колонны, соответствующая середине фронта Я 1 = 39,6 см, линейная скорость движения воды Ч 1 = 3,78 м/ч,Затем движение ионита прекращали, фронт отмывки перемещался вниз по колонне (как на неподвижном слое) до сечения Я (см фиг.1, кривая 2) вновь включили подачу ионита с объемной скоростью Ч = 375 мл/мин. Положение фронта десорбции показано на фиг,1 (кривая 2, Я 2 = 32,2 см; Ч 2 = =4,66 м/ч),Аналогичным образом получали кривую 3 на фиг.1 (Яз = 22,9 см, Чз = 6,55 м/ч).Каждый из приведенных на фиг,1 фронтов поддерживали в данном положении относительно стенок колонны на протяжении 2 - 3 ч и при этом не было заметного изменения ни их размеров, ни формы. Из колонны сверху выводился полностью отмытый от кислоты катионит КУх 8 (расход воды 0,4 м /м ионита), а снизу - 3,9 и раствор НС, т,е, исходный, контактировавший в ионитом, раствор.П р и м е р 2. Отмывку анионита АНот 5 н раствора КаОН проводили в той же колонне и по той же методике, что и в примере 1, Скорость подачи воды - 200 мл/мин, скорость движения ионита 360 мл/мин (соотношение 1,0;1,8). Результаты представлены на фиг.2 (кривые 1 и 2), Здесь площади сечения, соответствующие серединам фронтов, и линейные скорости движения воды в сечениях таковы; Я 1 =32,2 см, Ч =3,73 м/час, Я 2 =27,3 см, Ч 2=4,39 м/час.И в этих экспериментах фронты, приведенные на фиг,2, также поддерживались в данных положениях относительно стенок колонны на протяжении 2 - 3 часов без заметного их искажения. Из колонны сверху выводили анионит АНполностью отмытый от щелочи (расход воды 0,5 м /м набухшего ионита), а снизу - 0,5 н раствор МаОН, т.е. исходный, контактирующий с ионитом, раствор,П р и м е р 3. Отмывку анионита АНот 5,0 н раствора ИаОН в периодическом режиме проводили в колонне, описанной в примере 1, по следующей методике. После пропускания 11 л воды со скоростью 200 мл/мин прекращали ее подачу в колонну, включали подачу анионита со скоростью 340 мл/мин (соотношение 1,0:1,7) и осуществля,0 Н,см Фи ли ее периодически, т.е. на время перемещения ионита на определенную высоту прекращали подачу воды. Затем снова включали подачу воды со скоростью 200 мл/мин.Результаты представлены на фиг.3 (кривые 1 и 2), В этом примере площади сечения, соответствующие серединам фронтов, и линейные скорости движения воды в сечениях таковы: Я 1-34,2 см, Ч 1 = 3,51 м/ч; 32 = 28,32см, Ч 2 = 4,24 м/ч, Из рисунка видно, что по сравнению с непрерывной подачей воды и ионита навстречу друг другу в периодическом режиме немного увеличиваются протяженности фронтов десорбции электролита и увеличивается их наклон.Однако и в этом случае из колонны сверху выводили ионит, не содержащий ЦаОН(расход воды 0,4 м /м набухшего ионита), аз зснизу - 5,0 н. раствор МаОН, т.е, исходный,контактировавший с ионитом, раствор.Таким образом, предложенный способ5 позволяет уменьшить расход воды на отмывку ионитов до 0,4 - 0,5 м /м набухшегоионита и получать при этом исходный, контактировавший с ионитом, раствор.Формула изобретения10 Способ отмывки ионитов от растворов впротивоточной колонне водой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшениярасхода воды и получения исходного, контактировавшего с ионитом раствора, отмыв 15 ку ведут в колонне в формерасширяющегося кверху усеченного конусас соотношением скоростей движения водыи ионита 1,0:(1,5 - 1,8),1787946 С,н 5,0 2, 1,0 Составитель Н,ферапонтовТехред М,Моргентал Корректор Н.Бучоккто аказ 46 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101