Способ разделения смешанного слоя ионитов
1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕШАННОГО СЛОЯ ИОНИТОВ, включающий рбработку xи фeaгeriтoм, о т л и ч a ющ и и с я тем, что,, с целью обеспечения возможности количественного разделения смешанного слоя ферромагнитного и немагнитного ионитов, в качестве химреагента используют 1-5%-ную суспензию извести с последующей магнитной сепарацией обработанной смеси. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени разделения, обработку смеси ведут при соотновении объемов смеси ионитов и суспензии извести 1:1-1:5 в течение 1-10 мин.
COOS СОВЕТСКИХ
О ЗМ
РЕСПУБЛИК
„Я0.„112
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н AETOPONOMV 0ВИЙЙТВПЬСТВМ (21) 3533785/23-26 (22) 06.01 83 (46) 23. 11. 84. Бюл. Ф 43 (72) Н.И. Мартьянова, Г.Ф. Железчиков и В.И. Кузнецов (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Казмеханобр" (53) 628.543.2(088.8) (56) 1. Патент CUÀ У 4120786, кл. 209-454, 1978.
2. Патент США У 3826761, кл. 260-21, 1974.
3. Патент ФРГ У 2365372, кл. В 03 D 1(04, 1977 (прототип).
399 С 02 F 1/42 В 01 3 47/00 (54) (57) 1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕШАННОГО СЛОЯ ИОНИТОВ, включающий обработкухнмреагейтом, о т л и ч а ющ н И с я тем, что,. с целью обеспечения возможности количественного разделения смешанного слоя ферромагнитного и немагнитного ионитов, в ка" честве химреагента используют 1-5Х-ную суспензию извести с последующей магнитной сепарацией обработанной смеси, 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени разделения, обработку смеси ведут при соотношении объемов смеси ионитов и суспеизии извести
1:1-1:5 в течение 1-10 мин.
1125201
Изобретение относится к способу разделения смешанного слоя ионитов и может быть использовано в ионообиенной технологии в области водоподготовки в процессе обессоливания воды.
В известных способах, работающих со смешанным слоем сорбентов, разделение ионитов осуществляют либо восходящим потоком воды за 10 счет различия плотности сорбентов, либо в магнитном поле, если один из ионитов обладает магнитными свойствами. Эффективность разделения ионитов значительно понижается при появ- 15 ленни эффекта "разбухания" смешанного слоя - электростатического притяжения гранул раэноименно заряженных ионитов,- сопровождающегося увеличением их суммарного объема. Электро- 20 статическое взаимодействие разноииенно заряженных ионнтов в некоторых случаях, например при использовании в смешанном слое высокооснов- ного анионита и карбоксильного катионита, настолько велико, что разделение ионитов практически неосуществимо
Известен способ разделения смешанных ионообменных насадок, соглас- 30 но котороиу разделение осуществляют либо путем ввода взвешенных в жидкости, например в воде, смеси смол в разделительное устройство сверху вниз в противотоке к-жидкости- 35 носителю, с целью гидроклассификацни ионитов за счет различия плотностей анионита и катионита, либо путем контроля рН и (или) плотности суспензин ионита в зоне обработки, 40 причем изменение рН и (или) плотности определяет границу разделе" ния катионит - анионит, либо путем вывода катионита на уровне ниже границы раздела ионитов, либо путем 45 вывода анионита иа уровне выше границы раздела ионитов Я .
Недостаток данного способа состоит в низкой степени разделения ионитов из-эа невозможности создания ламинарного потока воды, различной скорости оседания гранул сорбентов неодинаковой дисперсности, электростатического слипания разноименно заряженных гранул. 55
Известен также способ разделения катионо- и аиионообменных смол, согласно которому катионообменную смолу отделяют от анионообменной в сепарационной камере добавлением к смеси жидкости с плотностью, промежуточной между плотностями разделяемых смол, но достаточно отличающейся от них для обеспечения флотации анионообменной смолы и осаждения катионообменной смолы. Жидкость вводят в камеру непрерывно, а удаляют порциями (2j .
К недостаткам указанного способа относится большой расход реагентов и промывной воды, приводящий к удорожанию процессов..
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения смешанного слоя ионитов в вертикальной колонне, заключающийся в том, что смесь ионитов разделяют в вертикальной колонне, в которой циркулирует поток жидкости, насыщенной пузырьками воздуха и содержащей добавки флотореагентов (полиамины, первичные амины, четвертичные или первичные соли аммония, дитиофосфаты, дитиокарбаиаты, арилсульфонаты). Один из ионитов флотируется и выводится из верхней части колонны, другой выводится иэ нижней части (3g -.
Недостатками известного способа являются низкая степень разделения ионитов (85X) эа счет проявления эффекта разбухания смешанного слоя, потери регенерирующих агентов и высокая стоимость процесса.
Цель Изобретения — обеспечение возможности количественного разделения смешанного слоя ферромагнитного и немагнитного ионитов.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения смешанного слоя ионитов, включающему обработку химреагентом, в качестве последнего используют 1-5Х-ную суспензию извести с последующей магнитной сепарацией обработанной смеси.
При этом с целью повышения степени разделения обработку смеси ведут при соотношении объемов смеси ионитов и сусненэии извести 1:1-1:5 в течение 1-. 10 мин.
Необходимость обработки смещанного слоя ионитов перед разделением обусловлена тем,,что при использовании в смешанном слое сильно- и слабодиссоциированного ионита разделение в водной среде неэффективно или
1125201
3 вообще невозможно ввиду .слипания разноименно заряженных гранул ионитов. Этот эффект может быть уменьшен только при разделении смеси ионитов в среде концентрированных электролитов, причем при переносе в воду иониты вновь слипаются. Согласно предлагаемому способу уничтожению эффекта слипания смешанного слоя . ионитов способствует обработка его
1-5 -ной суспензией извести. При этом происходит перезарядка поверхности катионита в кальциевую форму, что снижает эффект электростатического притяжения ионитов. При переносе смеси ионитов в водную среду электростатического слипания ионитов уже не происходит, что делает возможным их разделение магнитной сепарацией.
Пример 1. Смесь 10 л ионита
" КБ-2 и .20 л ионита АВ-17ф ферро-! магнитной модификации, отработанную в процессе .деминерализации водопроводной воды, вносят в реактор емкостью 200 л, снабженный мешалкой.
Одновременно туда же вносят 120 л
0,5Х-ной суспензии извести, перемешивают в течение 10 мин со скоростью оборотов мешалки 5-10 c, Отработанную смесь ионитов подают в верхнюю часть наклонного магнитного сепаратора, имеющего напряженность магнитного поля (20-30) ° 10 А/м и ориентированного к горизонтальной плоскости под углом 70, со скоО ростью 0,06 л/с. Магнитный и немагнитный иониты собирают в разные приемники.
Степень разделения ионитов определяют по количеству оставшегося анионита в катионите и катионита в анионите, обрабатывая каждую фракцию дополнительно 5Х-ной суспензией извес ти и разделяя с помощью магнита.
П р и м е.р 2. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 1Х..
Пример 3. Аналогичен примеру 1; концентрация извести ЗХ.
Пример 4. Аналогичен примеру 1; концентрация извести 5Х.
Пример 5. Аналогичен при- . меру 1; концентрация извести 6Х.
Пример 6. Аналогичен при-. меру 1; концентрация извести 3, время перемешивания смеси ионитов с известью О. 5 мин.
Пример 7. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси иониФ тов с известью 1мин.
Пример 8. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 5 мин.
Пример 9. Аналогичен примеру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 10 мин.
10 Пример 10. Аналогичен при- меру 6; время перемешивания смеси ионитов с известью 12 мин.
Пример 11. Аналогичен примеру 1; концентрация оксида каль15 ция ЗХ, объемное соотношение суспенэии извести ионит 1;0,05, время перемешиваиия смеси ионитов с известью 3 мин.
Пример 12. Аналогичен при20 меру 11; объемное соотношение суспензия извести:ионит 1: 1.
Пример 13. Аналогичен примеру 11; объемное соотношение суспензия извести:ионит 1:3.
25 П р н м е р 14. Аналогичен примеру 11; объемное соотношение суспензия извести:ионит 1!5.
Пример 15.Аналогичен примеру 11; объемное соотношение суспензия
gp извести:ионит 1:6.
Пример 16. Разделение смешанного слоя ионитов по известному способу. Смесь 10 л ионита КБ-2 и
20 л ионита АВ-17 ф, отработанную в процессе деминерализации водопроводной воды, обрабатывают раствором
1,5 r октиламина в 30 л воды s течение 10 мич и разделяют во флотомашине типа "Иеханобр" с объемом каме4О ры 3 л порциями по 2 л. Соотношение ж:т = Зс1, время флотации 10 мин.
Степень разделения ионитов 85Х °
Данные о влиянии концентрации извести, соотношения объемов смеси
4> ионитов и суспензии извести и времени контактирования извести с иоиитами на степень разделения ионитов
КБ-2 и АВ-17 ф приведены в таблице.
Как следует из представленных
50 данных, предлагаемый способ обеспечивает получение индивидуальных катионита и анионита из смешанного ,слоя с чистотой 99,99 и 99,90Х при этом оптимальными условиями обработ55 ки являются: концентрация суспеизии извести 1-5Х время обработки 110 мин, соотношение объемов смеси ° ионитов и суспензии извести 1: 1-1:5.
3 1125201 в
Технико-зкономическая эффектив- 14,9Х (с 85 до 99,9X), а также со«
Вость предлагаемого способа обуслов крашением расхода регенерируюших
;- лена воэможностью количественного агентов на величину,. соответ-" .разделения ионитов различной модифи- ствующуш степени загряэненния нокапни и увеличением стенени их разде- 5 нита противоположно загрязненным ления с повышением чистоты йонитов на сорбентом 14,9Х СаОе„т, Х
Содержание
KS-2 в
AS 17ôв Х
Соотношение объемов (КБ-2+АВ-17Ф и суспензия
Са(ОН) а»
Содержание
АВ-17ф в
КБ-2, Х
Время контакта с
Ca(0H),, мин
0,5
1:4
1,00
0,50
0,10
0,10
10,0
1г:4
1,О
3,0
1:4
1t4
5,0
1:4
0,10 .
2,50
0,50
0,10
0,30
1,00
6,0
1»-.4
3,0
1:4
3,0
1:4
3,0
1:4
3,0
3,0
1:4
5,0
О,!5
0,10
O,10
0,20
1:0,5
3,0
3 О
3t0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
1!3
1!5
1:6
Составитель Т. Меквабишвнли Редактор В. Петрав ТехредМ.Гергель Корректор Л. Пилипенко
10,0
10,0
10,0
10,0
0 5
1,0
5,0
10,0 !
2,0
Заказ 8425/16 Тираж 866 Подписное
BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнгий
113035, Москва, 3-35, Раутская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
1,00
0 05
0,01
0,01
0,01
2,00
0,02
0,01
0,02
0 50
2,00
0,01
0,01
0,02
0,02
