2. Ионный обмен ионообменные процессы занимают важное место в технологиях практически всех редких, рассеянных и радиоактивных элементов, а особенно в атомной промышленности.
 Скачать 2.1 Mb.
|
|
ПРОЦЕСС ДЕСОРБЦИИ ПОГЛОЩЕННОГО НА СМОЛЕ ИОНА НАЗЫВАЮТ ЭЛЮИРОВАНИЕМ. При осуществлении элюирования в динамических условиях (в колонне) выходная кривая имеет вид (рис. 2.3). Рис. 2.2. Выходная кривая сорбции (соотношение равновесной и динамической емкостей) Рис. 1.3. Вид выходной кривой элюирования в динамических условиях (в колонне) В результате элюирования получают ЭЛЮАТЫ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ИОНОВ В СОТНИ РАЗ ВЫШЕ, ЧЕМ В ИСХОДНЫХ РАСТВОРАХ. Например, уран из растворов 0,5 г/л концентрируется до 70 г/л. К ИОНООБМЕННЫМ СМОЛАМ предъявляются следующие ТРЕБОВАНИЯ: 1) ВЫСОКАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ; 2) ХИМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ; 3) МИНИМАЛЬНАЯ РАСТВОРИМОСТЬ И НЕБОЛЬШАЯ НАБУХАЕМОСТЬ ПРИ КОНТАКТЕ С РАСТВОРИТЕЛЕМ И С РАБОЧИМИ РАСТВОРАМИ; 4) ВЫСОКАЯ ОБМЕННАЯ СПОСОБНОСТЬ (ЕМКОСТЬ); 5) ДОСТАТОЧНАЯ СКОРОСТЬ ОБМЕНА; 6) ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ ПОГЛОЩЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННОГО ТИПА ИОНОВ. В качестве примера приведем СТРУКТУРНЫЕ ФОРМУЛЫ наиболее распространенных ИОНИТОВ. КАТИОНИТ КУ-2 ИОНОГЕННЫМИ ГРУППАМИ являются СУЛЬФОГРУППЫ . КУ-2 – это многофункциональный СИЛЬНОКИСЛОТНЫЙ КАТИОНИТ, ДИССОЦИИРУЕТ при набухании НА подвижный КАТИОН Н+ или К+ и НА МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ НЕПОДВИЖНЫЙ АНИОН R–, являющийся КАРКАСОМ КАТИОНИТА. Получают его сульфохлорированием гранулированного сополимера стирола и дивинилбензола (ДВБ). ДВБ СЛУЖИТ В КАЧЕСТВЕ ПОПЕРЕЧНЫХ СВЯЗОК ПОЛИМЕРА И ПРИДАЕТ МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ И ОГРАНИЧЕННУЮ НАБУХАЕМОСТЬ.. По внешнему виду ЭТОТ ИОНИТ – ПРОЗРАЧНЫЕ ЖЕЛТОВАТЫЕ ШАРИКИ СО СРЕДНИМ ДИАМЕТРОМ 0,6 мм; его статическая обменная емкость – около 5 мг-экв./г, если катионит находится в натриевой форме. Он ОБЛАДАЕТ высокой ХИМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К КИСЛОТАМ, ЩЕЛОЧАМ И ОКИСЛИТЕЛЯМ, ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВ ДО 130–160 ºС КАТИОНИТ КУ-1 (ЭСПАТИТ-1) Этот КАТИОНИТ БИФУНКЦИОНАЛЕН, т.к. СОДЕРЖИТ ИОНОГЕННЫЕ СИЛЬНОКИСЛОТНЫЕ И СЛАБОКИСЛОТНЫЕ О–Н+ ГРУППЫ. Эти ГРУППЫ МОГУТ ДИССОЦИИРОВАТЬ и ЗАМЕЩАТЬ КАТИОН Н+ ЗА СЧЕТ ПРОТЕКАНИЯ ИОНООБМЕННЫХ РЕАКЦИЙ ТОЛЬКО В СИЛЬНОЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ. Катионит получают конденсацией n-фенол-сульфокислоты с формальдегидом в кислой среде. КУ-1 по внешнему виду представляет собой ЧЕРНЫЕ ЗЕРНА НЕПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ С РАЗМЕРОМ 0,3–2 мм. Статическая обменная емкость составляет 4,5–5,1 мг-экв/г по 0,1 N раствору NaOH. Химически УСТОЙЧИВ В КИСЛЫХ И СЛАБОКИСЛЫХ СРЕДАХ, но НЕУСТОЙЧИВ К ДЕЙСТВИЮ ОКИСЛИТЕЛЕЙ И КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЩЕЛОЧЕЙ. В ТАБЛ. 2.1 и приведены основные показатели качества катионитов. Таблица 2.1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА КАТИОНИТОВ
В ТАБЛ. 2.2 показаны физико-химические характеристики катионитов ТАБЛИЦА 2.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТИОНИТОВ
|