Способ очистки растворов от многозарядных анионов

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ МНОГОЗАРЯДНЫХ АНИОНОВ, включающий их контактирование со слабоосновным анионитом, находящемся в форме однозарядного иоиа, отличающийся тем, что, с целью повьпиения степени очистки растворов, перед контактированием в исходный раствор добавляют однозарядный анион, в форме которого находится. аниош1т. 2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что однозарядный аиион добавляют в эквивалентном соотнощении от 1:10 до 1:1 по отиошеиию к миогозарядному аниону.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) Э(Я1 С 02 F 1/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРОНОВУ ОВВОВТОЛЬОТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1Т1Ф (21) 3534595/23-26 (22) 10.01.83 (46) 30.03.84. Бюл. У 12 (72) Э. И. Крюкова, К. Б. Лебедев, М. Т. Баймаханов, Д. Д. Отто и Н. А. Полетаева (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" (53) 661 183.12(088.8) (56) 1. Проскуряков В. А., Шмидт Л. И.

Очистка сточнйх вод в химической промышленности. Л.; "Химия", 1977, е, 167.

2. Заявка Англии Н 1310553, кл. В 01 J 41/04, 1973 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ PACTBOPOB

OT МНОГОЗАРЯДНЫХ АНИОНОВ, включающий их контактирование со слабоосновным анионитом, находящемся в форме однозарядного иона, отличающийся . тем, что, с целью повышения степени очистки растворов, перед контактированием в исходный раствор добавляют однозарядный анион, в форме которого находится. анионит;

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и fi c я тем, что орнозарядный аиион добавляют в зквивалентном соотношении от 1:10 до 1:1 по отношению к многозарядному аниону.

Свойства

35,1

524

Степень концентрирования

НСОз-ионов,%

88,9

1 1

Изобретение относится к химической техно., логии, в конкретнее к сорбционным процессам очистки растворов, и может быть использовано при очистке различных технологических и сбросных растворов QT многозарядных анионов.

Известен способ очистки от многозарядных анионов путем их контактирования с ОН-формой слабоосновного аннонита 11).

Недостатками данного способа являются необходимость поддержания узкого интервала рН исходного раствора (3 — 5) и большой расход дистиллированной воды на перевод сорбента в ОН-форму.

Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности н достигаемому результату является способ очистки растворов от многозарядных анионов, включавнций их контактирование со слабоосновным анионитом, находящемся в форме однозарядного иона. Но даи. лому способу для очистки расзворов от многозарядных сульфат-ионов используют слабоосновный анионнт в хлоридной форме (21.

Недостатком известного способа является

Низкая степень очистки растворов от многозарядных аиионов, так как в данных условиях нх проскок в фильтрат начинается уже при пропусканин первых порций исходного раствора.

0ель изобретения — повышение степени очистки растворов от многозарядных анионов, Поставленная цель достигается тем, что сот ласно способу очистки растворов от многозарядных анионов, включающему их контактирование со слабоосновным анионитом, находащемся в форме однозарядного иона, перед контактированием в исходный раствор добавляют однозарядный анион, в форме которого находится анионит. фОЕ по сульфат-ионам (НСО ), мг/мл

TEE по сульфат-ионам, мг/мл

Количество фильтрата, обогащенного однозарядным гидрокарбонат-ионом (НСОэ), уд.об.

Концентрация однозарядных НСО>-ионов в фильтрате, мг/л

Концентрация многозарядных $04-ионов

2 в фнльтрате, мг/л

082770 2

Кроме того, однозарядный анион добавляют в эквивалентном соотношении от 1:10 до 1:1 по отношению к многозарядному аниону.

Способ осуществляют следующим образом.

Очистку растворов ведут на слабоосновном анионите, переведенном в однозарядную форму (гидрокарбонатную, хлоридную или нитратнув), при добавлении в исходный раствор одноименных с формой анионитов анионов в эквивалент10 ном соотношении от 1:10 до 1:1 по отношению к многозарядному аниону.

Эти условия являются оптимальными, так как обеспечивают проведение сорбционного про. цесса в режиме, когда динамическая обменная

15 емкость сорбента до проскока (ДОЕ) максимально приближена к величине его полной динамической обменной емкости (ПДОЕ). При этом степень очистки основного количества исходного раствора от многозарядных анионов

2п возрастает в десятки раз и становится практ- . чески полной. После регенерации сорбента сорбциониый цикл повторяют.

П р н м е р 1(прототип). Слабоосновный акионит АН вЂ” 221 в объеме 20 мл, предвария5 TOJlMlo переведенный s хлорнйнув формул в набухшем состоянии переносят в стеклянную ионитовув колонку. Исходный раствор состава, мг/л: сульфатов 1095; гидрокарбонатов 140,3; рН 5,85 пропускают через колонку со скорос30 тьв 10 удел бъемов р створа р Обье смолы в час (10 /ч). Пробы отбирают через

30 мин и определяют в них содержание сульфат- и гидрокарбонат-ионов.

Ло результатам анализа рассчитывают значения ДОЕ и ПДОЕ, а также степень концентрирования .гидрокарбонат-ионов.

В табл. l приведены результать1 сорбции многозарядных ионов из растворов, содержащих гидрокарбонат-ионы.

Таблица 1

Э 1082770 4

Пример 2. Аналогично примеру 1 отсутствуют) со скоростые 10 удельных объер проводят очистку на тидрокарбонатной форме мов в час (УН-10 /ч). Величина рН исходных

I анионита АН вЂ” 221 растворов с содержанием растворов составляет 5,6 — 5,8. сульфатов по 994,8 мг/л и гидрокарбонатов ., В табл. 2 приведены значения ДОЕ, ПДОЕ во втором растворе 140,3 мг/л, в третьем 5 по сулъфатам н степень концентрирования

1698 мг/л (в первом растворе гидрокарбонаты гидрокарбонатов в фнлътоате.

Таблица 2

Показатели свойств в растворах

1 ) 2 3

Свойства

0 38,2 34,6

ДОЕ по сульфатам, мг/мл

78,5

ПДОЕ по сульфатам, мг/мл

70,8

62,0

Количество фнлътрата, обогащенного однозарядным ионом, уд.об.

35,0

Концентрация в филътрате, мг/л: гндрокарбонат-ионов

365

132

24,8 сульфат-ионов

Степень концентрирования гидро карбонат-ионов,%

79,6

Повататаав свойств ° растворах

Свойства

1 2 3 4

ДОЕ по сульфатам, мг/мл

74,6

5В,2 54,6

83,2

ПДОЕ по сульфатам, мг/мл

82,0

80,5

Как видно иэ сравнений результатов табл. 1 н 2, отсутствие однозарядных гидрокарбонатнонов в исходном растворе резко снижает емкость до проскока по многоэарядному сулъфвт-иону и показатель степени концентрирования однозарцпных ионов в филътрате.

При введении одноименных однозарядных ионов в исходный: раствор и анионнт первые

40 удельных объемов филътрата содержат тольь

40 ко гидрокарбонаты и концентрация их в филътрате в 1,5 — 2,0 раза выше по сравнению. с концентрацией в исходно а растворе, etcsasa копцеитрипования гидрокарбонатов составляет

99,3%. Сульфат-ионы в фнлътрате практнческ» 45 отсутствуют что обеспечивает 100% степень очистки от них исходного раствора.

Пример 3. Аналогично примеру 1 проводят очистку уаспороа от сульфатов иа хлоридной форме слабоосновпого аниоиита

AH — 22.

Четыре исходных раствора имеют рН в ssтерпела 1,5-2,0 н содержат сульфатов по

1095 мг/л и 10 мг/л во втором, 97,5 ьи/л в третьем и 958 кг/л в четвертом растворах хлорке (в первом растворе хпорцдъг сесутствутет).

Рюзультаты по очистке растворов приведены в табн. 3.

Таблиц.а 3

1082770

Продолжение табл. 3

Свойства

1 2 3 4

75

60 хлор идов

256

401

186 н/о н/о н/о

52,0 сульфатов

99,3

99,3

88,9

99,6

Пример 4. Аналогично примеру I проводят очистку растворов от сульфатов на нитратной форме слабоосновного аннонита AH — 221.

Четыре исходных раствора имеют рН 1,6 — 2,8 и содержат по 1068 мг/л сульфатов и 128 мг/л во.втором, 548 мг/л в третьем и 960 мг/л

Таблица 4

Свойс гва

1 2 3

61,3

54,5

50,8

65,7

68,0,64,3

65,3

40

Концентрация нитратов в фильтрате, -мг/л

285

198

1480

1650

Концентрация сульфатов в филътрате, мг/л н/о н/о

След

Степень концентрирования нитратов,%

99,7

74,2

99,3

99,4

Количество фильтрата, обогащенного однозарядным ионом, уд. об

Концентрация в фильтрате, мг/л:

Степень концентрирования хлоридов, %

ДОВ по сульфатам, мг/мл

ПДОБ по сульфатам, мг/мл

Количество фнльтрата, обогащенного нитрат-ионами, уд.об.

Показатели свойств в растворах

Г 1 в четвертом растворах нитратов (в первом растворе нитраты отсутствуют) . !

Результаты сорбции многозарядных ионов при изменении концентрации нитрат-ионов (NO ) в исходном растворе приведены в табл. 4.

Показатели свойств в растворах

Составитель P. Пензии

Техред M.Tencp

Редактор Ю. Ковач

Корректор А. Зимокосов

Подписное

Тираж 867

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Заказ 1665/22

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1082770 8

Как видно из приведенных примеров, прове- деления раэнозарядных сопутствующих ионов дение очистки растворов по предлагаемому на стадии сорбции на 10%. способу позволяет обеспечить их практически Технико-экономическое преимущество полн ю степень очистки от многозарядных предлагаемого способа по сравнению с базовым сульфат-ионов при увеличении времени проте- 5 обьектом (действующим иоиообменннм спокания фильтроцикла примерно в 1,5 раза. собом очистки сулъфатно-кальциевых раствоКроме того, по цредн способу одпо . ров заключается в снижении стоимости очистки временно достигается увеличение степени раз- раствора с 32 до 28 коп/м .