Способ разделения одноименно заряженных ионов

 

ОП ИСАНИЕ изоы етения

К АВТОРСКОМУ СВИДПИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 571 296 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 17.07,75 (21) 2158151/26 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 05.09. 77.бюллетень № ЗЗ (51) М. Кл.

В 01 К 1/00

В 01 D 15/04

Гааударстаенный камнтет

Саавтв Мнннатрав СССР на делам нзааретеннй н аткрытнй (53) УДК В21.З, .035(088.8} (4б) Дата опубликования описания 30.09.77 (72) Авторы изобретения

Н. П. 1Ъусин, В, И. Заболоцкий и С. Л. Ренринцева

Кубанский государственный университет (71) Заявитель (54). СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ОДНОИМЕННОЗАРЯЖЕННЫХ

ИОНОВ

Изобретение относится к области раздеу пения одноименнозаряженных ионов и может быть использовано в качестве одного из технологических звеньев в гидрометаллургии, водоподготовке, химической технологии, при очистке сточных вод, в препаративном неорганическом синтезе и других областях промышленности, где требуется разделение или избирательное извлечение ионизированных веществ из производственных растворов, Известен: способ ионитного разделения одноименнозаряженных ионов, используемый в процессах умягчения воды, основанный на пропускании обрабатываемой воды через колонку, заполненную ионообменной смолой с последующей регенерацией этой смолы химическими реагентами t1 I

Недостатком этого способа является значительный расход химических реагентов и прерывность процесса.

Известен также способ разделения одноименнозаряженных ионов в растворе путем электрохимической обработки раствора s электрохимической ячейке с засылкой межэлектродного пространства ионообменной смолой. Раствор поопускают со скоростью

0,1-5000 мл/час, При разделении ионов используется явление ионного обмена и метода электромиграции (2).

Недостатком известного способа являет-. ся низкая производительность (0,006/

0,007 мг- экв в пересчете на 1 г использованной смолы s час) и повышенный растл ход электроэнергии (0,4-2,5 квт- час/мг" экв) °

Целью изобретения . является устранение указанных недостатков, Для этого предлагается способ, по кота торому раствор, содержащий одноимецнозаряженные ионы, подвергают электрохимической обработке в электролизере с засыпкой межэлектродного пространства ионообменной . ° ъ смолой лри непрерывном его пропускании

20 через электролизер и при периодическом отключении и включении электрического тока.

Периодичность отключения определяется моментом наступления термодинамичесхого равновесия в системе ионит- раствор, ха25 рактеризующегося равенством концентраций

571 296.Ку 2

3,9

++

Иа и Са

О 175 26 17

0,9

0,002

КУ-2

6,4

+ ++

u Са

0,8

0200 25 14

0,004

KB-4 . ЭДЗ:1дП Иа+ и. Н

0,375 25 О, 17 1,88

Ot001 в исходном растворе и в элюате, а также моментом наступления стационарного состоя ния под током (когда концентрации разделяемых ионов в элюате равны концентрациям в исходном растворе). 5

Периодически накладывая и снимая элект-. рическое поле и разделяя выходящие . из аппарата потоки растворов под током и без него, можно разделить исходный раствор, содержащий смесь катионов, на растворы lp

Ъ индивидуальных компонентов.

В предлагаемом способе элементарный акт разделения ионов протекает между каждым индивидуальным зерном ионита и прилегающим непосредствэнно к нему слоем раствора, что значительно сокращает время разделения ионов и повышает производительность способа.

Отличительной особенностью предложенного способа является ведение электрохимической обработки раствора при периодическом отключении и включении тока в моменты достижения концентраций ионов в

П р н м e P 2; Разделение одно- двухвалентных ионов в водопроводной. воде осуществляют путем пропускания водопроводной воды через колонку прямоуго..ьного сечения объемом 300 см с электродами плоз щадью 4х30 120 см . В качестве катода исйользукй стальную пластину, анод-пласэлюате, равных концентрациям в исходном растворе.

Пример 1. Электрохимическое разделение одноименнозаряженных ионов в растворе производят путем пропускания обрабатываемого раствора через электролиэер с объемом рабочей камеры 14 смз; в межэлектродное пространство которого засыпана ионообменная смола. Оба электрода в аппарате изготовлены иэ пластины, площадь каждого иэ электродов 2х5 10 см . СкоФ рость протекания растворов 25 мл/мин.

В табл, 1 представлены показатели производительности электрохимического способа разделения ионов и энергозатрат, необходимые для проведения процесса для трех типов растворов NaC Oq + a (C

Li _#_ Са СС, Ala C30(+ H C30gl при с оответствующих электрических параметрах ведения процесса: силы тока-3, напряжения — U — и, времени обработки растворов, марки используемой смолы. тина титана, покрытая двуокисью марганца.

Скорость протекания раствора 1 л/мин.

Показатели производительности и экергозатрат, йеобходимые для ведения процессе представлены при соответствующих парамет рах процесса в табл. 2.

571296

Таблица 2

КУ-2;+

AB-17 (200г) ХСа. +,Мц

0,001

3,0 4,2-4,5 5 150 0,08 4,5

Составитель Н. 1фехнева

Редактор Е. Братчикова ТехредА..0емьановаКорректор, А. Лакида

Заказ 3154/5 Тираж 947 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

При сопоставлении данных табл. 1 н 2 по ,показателям производительности и величинам энергозатрат с данными по известному способу можно сделать вывод, что предлагаемый способ характеризуется значительно более высокой производительностью и меньшими (энергозатратами:-:

Формула изобретения

Способ разделения <щноимэйноэаряжэнных ионов в растворе путем его электрохи30 мической обработки в алектролизере с засыпкой межалектродного пространства ионообменной смолой при непрерывном пропускании раствора через электролизер, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения затрат электроэнергии, процесс электрохимической обработки ведут при периодическом отключении и включении электрического тока в моменты достижения концентраций ионов в алюате, равных концентрациям в исходном растворе.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:

1. Патент США М 358521 7, кл. 210-32, 05. 05. 7 1.

2. Патент США М 3485737, кл. 204-1 80, 23.12.69.