Cтраница 4
Рассмотрим характерные черты аппаратурного оформления непрерывного способа процесса отмывки гранул ионита. Моделирование и экспериментальные исследования процесса отмывки ионита позволили сделать следующие выводы: а) процесс отмывки необходимо проводить так, чтобы исключить одновременное действие на гранулы ионита релаксационных и термических напряжений; б) в качестве отмывающего агента необходимо применять насыщенные растворы солей; в) время контакта ионита с отмывающим агентом и количество отмывающего агента должны обеспечить полное замещение и нейтрализацию серной кислоты отмывающим агентом; г) температура реакционной массы в аппарате не должна превышать 30 С. [46]
При проведении опытов контакт ионита и воды с углекислотой воздуха был полностью исключен. [47]
При определении растворенного в воде кислорода по обычному методу Уинклера ( применяемому, в частности, при анализе воды для питания котлов) присутствие железа является серьезной помехой. Для получения правильных результатов необходим контакт ионита с большим количеством анализируемой воды, чтобы равновесие по отношению к кислороду между водой и зернами ионита устанавливалось достаточно быстро. [48]
Второй метод - экспрессное определение обменной емкости и кинетических характеристик ионитов при заданном рН и постоянной ионной силе раствора, также хорошо имитирует условие процесса ионного обмена. Определение автоматизировано и проводится на приборе ТЛ-ФП ЭТ9 / 67, состоящем из рН - метра и блока автоматического титрования. Принцип метода заключается в том, что при контакте ионита в Н / ОК-форме с солевым раствором обмениваемые ионы при переходе в последний нейтрализуются титрованным раствором щелочи или кислоты, подаваемым с помощью магнитного клапана из бюретки автотигратора. Расход титранга во времени, отражающий кинетические свойства образца, вычерчивается в виде кривой. [49]
Второй метод - экспрессное определение обменной емкости и кинетических характеристик ионитов при заданном рН и постоянной ионной силе раствора, также хорошо имитирует условие процесса ионного обмена. Определение автоматизировано и проводится на приборе ТЛ-ФП ЭТ9 / 67, состоящем из рН - метра и блока автоматического титрования. Принцип метода заключается в том, что при контакте ионита в Н / ОК-форме с солевым раствором обмениваемые ионы при переходе в последний нейтрализуются титрованным раствором щелочи или кислоты, подаваемым с помощью магнитного клапана из бюретки автотигратора. Расход титранга во времени, отражающий кинетические свойства образца, вычерчивается в виде кривой. [50]
Комплексов, способный при рН, равном 8 5 - 9, образовывать с itoHaMHMgs растворимый в воде комплекс, связывает ионы Mga, выделяющиеся из ионита в раствор. Кроме того, при вытеснении примесей в этих условиях катионит способен дополнительно сорбировать стрептомицин в количестве, равном 1 мг-экв / г смолы. Дальнейшее возрастание концентрации Na в растворе, содержащем также стрептомицин и комплексен, используемый для удаления Mg2 из смолы, приводит к ускорению процесса, однако вместе с ионами Mg2f из ионита десорбируется определенное количество стрептомицина. За 24 часа контакта ионита с раствором десорбируется только 55 % магния. [51]
Такие реакции могут обусловливаться либо прямым взаимодействием некоторых растворов с твердым ионитом, либо выщелачиванием из ионита раствори-мых веществ. Некоторое количество органических веществ извлекается из ионообменной смолы, даже если последняя помещена в чистую воду при комнатной температуре. На практике это обычно не имеет значения из-за небольших сроков контакта ионитов с растворами. Если же ионообменная колонка с раствором оставляется на некоторое время, например на ночь, то извлеченные органические примеси могут оказывать неблагоприятное влияние на ход анализа. Чтобы избежать этого, колонку промывают непосредственно перед употреблением. Невозможно рекомендовать какие-либо определенные пределы для температуры, рН и других условий, при которых следует использовать те или иные иониты. Умеренное разрушение ионита не опасно, если выделяющиеся вещества не влияют на результаты анализа элюата. Типичным примером может служить разделение металлов для последующего радиометрического анализа или разделение органических веществ, определяемых с помощью специальных колориметрических методов. С другой стороны, если элюат анализируется бихроматным методом или титрованием щелочью, то самое незначительное разложение ионита может иметь весьма вредные последствия. В связи с этим следует заметить, что имеющиеся в литературе указания на выделение кислот из катионитов могут объясняться присутствием небольших количеств примесей в дистиллированной воде. [52]
Исследованиями процесса отмывки установлено, что время контакта ионита с отмывающим раствором, необходимое для полной нейтрализации и замещения серной кислоты в грануле сополимера составляет примерно 2 5 часа, что значительно превышает скорость реакции взаимодействия серной кислоты с карбонатом аммония, поэтому процесс отмывки можно рассматривать как процесс обмена сульфогруппами ионита с отмывающим агентом и расчет аппарата свести к нахождению протяженности зоны отмывки в зависимости от концентрации сульфогрупп в выходящем из аппарата растворе. Зная распределение концентрации сульфогрупп по длине аппарата, нетрудно рассчитать распределение температуры по длине аппарата. Для поддержания определенного температурного режима в реакционном пространстве аппарата необходимо отвести все тепло, выделяющееся при нейтрализации серной кислоты, карбонатом аммония. Задача выбора теплового режима работы аппарата сводится к нахождению расхода охлаждающего агента в зависимости от температуры реакционной массы при стабилизации подачи ионита и отмывающего раствора в аппарат, количественное соотношение которых рассчитывается, исходя из времени контакта ионита с отмывающим раствором, необходимым для понижения концентрации сульфогрупп в грануле ионита до заданного значения. [53]
При использовании метода ионного обмена в статических условиях ионит ( все его количество) приводится в контакт сразу со всем объемом раствора, подлежащего ионообменной обработке. При этом раствор и ионит перемешиваются тем или иным способом, чтобы ускорить приток исходного раствора к поверхности ионита, облегчить удаление продуктов обмена и их равномерное распределение по всей массе раствора. В лабораторных условиях порцию ионита помещают в закрытый сосуд с раствором и встряхивают ( прибор для встряхивания) до установления равновесия. В промышленных условиях статический ионообменный метод реализуется следующим образом. Ионит загружают в металлические ящики с перфорированными стенками и дном. С помощью подъемников эти ящики погружают в раствор, подлежащий ионообменной переработке. Ящик поднимают вверх и вниз, покачивают, чтобы отверстия не забивались пульпой и контакт ионита с раствором был более полным. [54]