Способ разделения смесей веществ!йсесоюгиая i'? i vpi> &f;''r? f'f>&"' •«nfrii; f>& fi|hu]eh;si= ';;:afisrii:usii№ библистекд i

 

О П И С А Н И Е 373012

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 348029

Заявлено 06Х.1970 (№ 1435755/23-26) М. Кл. В Old 15/О8 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете тиииистрое

Опубликовано 12.lll.1973. Б|оллетень № 14

Дата опубликования описания 17Х1.1973

УДК 543.544.08(088.8) Авторы изобретения

В. И, Горшков, H. В. Аполонник и А. Курбанов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Заявитель

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ

Изобретение относится к способу разделения смесей веществ, очистки веществ и извлечения ценных компонентов из смесей ионным обменом и может быть использовано в гидрометаллургии, в технологии получения чистых веществ для разделения смесей близких по свойствам веществ, извлечения ценных элементов из сбросных вод и т. д.

По основному авт. св. № 348029 известен способ разделения смесей ве|цеств, очистки ве- 10 ществ и извлечения ценных компонентов из смесей ионным обменом путем последовательного пропускания раствора разделяемой смеси через вспомогательную и разделительную секции колонны противотоком к цир кулирующему 15 иониту, насыщенному разделяемыми ионами в условиях, при которых селвктивность ионита по отношению к извлекаемому компоненту во вспомогательной секции меньше, чем в разделительной. 20

Однако известный опособ позволяет выделять только крайний по сорбируемости компонент смеси.

С целью обеспечения возможности одновременного получения двух крайних по сорбируемости компонентов смеси по предлагаемому способу раствор разделяемой смеси после извлечения одного компонента подают во вторую колонну и выходящий из нее раствор после извлечения другого компонента вместе с

В(„, ссС С iG =.- смесей Веществ(" дополнительным количеством питающего раствора подают в первую колонну.

На фиг. 1 показана схема процесса предлагаемого способа; на фиг. 2 и 3 — распределение Са + (сплошная линия) и К+ (пунктир) по высоте колонн 1 и 2 через различные промежупки времени (а — исходное распределение, б — через одни сутки, в — через трое суток) .

Схема процесса состоит из двух двухсекционных противоточных колонн (см. фиг. 1), в которых ионит, насыщенный разделяемыми ионами А и В, движется сверху вниз и после выхода из нижней части колонны его направляют в верхнюю часть той же колонны. Разделяемый раствор смеси солей ионов А и B подают в нижнюю часть колонны 1. Он проходит последовательно через вспомогательную и разделительную секции. Условия в этих секциях подобраны так, чтобы селективность ионита по отношению к разделяемым ионам была различной. Селективность характеризуется величиной коэффициента разделения

N(1 — n) (1 N)n где N и и эквивалентные доли сильнее сорбируемого компонента А смеси в ионите и растворе соответственно. Изменение селективности может быть достигнуто путем варьирования

373012 та ких условий процесса, как концентрация раствора, его рН, температура, состав растворителя, введение комплексообразующих реагентов.

Пусть ап)ап т. е. в верхней части колонны 1 селективность ионита к компоненту А выше, чем в нижней. Тогда в средней части колонны 1 накапливается сильнее сорбируемый компонент А, а выходящий из верхней части раствор обедняется этим компонентом.

Этот раствор пропускают далее через вторую двухсекционную колонну, в которой условия подобраны так, чтобы в средней ее части происходило накопление компонента В.

Выходящий из верхней части колонны раствор, состав которого близок к составу исходного раствора, направляют в нижнюю часть колонны 1.

После того, как концентрации компонентов в средних частях колонн 1 и 2 достигнут требуемого уровня, проводят отбор растворов, обогащенных компонентами А (колонна 1) и

B (колонна 2), а в нижнюю часть колонны 1 вместе с раствором, поступающим туда из верха колонны 2, подают дополнительное количество исходного раствора.

Пример. Разделение эквинормальной смеси хлоридов Са + и К+. Для работы используют две противоточные .колонны диаметром

25 мм и высотой 200 см, в которых ионит КУ-2 (зернение 0,25 — 0,50 мм) подают сверху вниз, а раствор снизу вверх. Выходящий из нижней части каждой колонны ионит направляют в верхнюю часть той же колонны. При этом скорость движения ионита в колонне 1 равна

23 мл/час, а в колонне 2 — 17 мл/час.

Изменение условий, обеспечивающих непрерывное разделение двухкомпонентной смеси, достигают в .колонне 1 путем разбавления раствора, а в колонне 2 — концентрированием раствора.

0,7 н. раствор разделяемой смеси СаС4+

+КС1 подают в колонну 1 со скоростью

66 мм/час. В середину колонны подают воду со скоростью 180 мл/час. Выходящий из колонны 1 раствора с общей концентрацией разделяемых ионов 0,17 н. подают со скоростью

240 мл/час в колонну 2. В средней части ко10 лонны 2 раствор с такой же скоростью отбирают, концентрируют упариванием до 0,7 н. концентрации и подают в колонну несколько выше места отбора разбавленного раствора.

Выходящий из колонны 2 раствор иопользуют

ls для питания колонны 1.

В средней части колонны 1 накапливается

Са +, в средней части колонны 2 — К+.

Как следует из этих данных, при выбранных условиях из средней части колонны 1 через

20 трое суток отбирается раствор чистого СаС1ь содержащего менее 0,01 /о КС1, а из средней части колонны 2 — раствор КС1, содержащий менее 0,1 /о СаС1 . Максимальная производительность в колонне 1 составляет 13 мл/час

25 0,7 í. CaCln, в колонне 2 — 45 мл/час 0,17 н.

КС1.

Предмет изобретения

30 Способ разделения смесей веществ по авт. св. Ко 348029, отличающийся тем, что, с целью одновременного получения двух крайних по сорбируемости компонентов смеси, раствор разделяемой смеси после извлечения од35 ного компонента подают во вторую колонну и выходящий из нее раствор после извлечения другого компонента вместе с дополнительным количеством питающего раствора подают в первую колонну.

373012

Раст5п7у Ипнит

Фиг 7 гя

Фиг. 2

Фи2 5

Ипнит Растер

Расстпяниг cm низа кпланны, с и

- 07 ц

Расстянис 0m низа кплпнны, см