Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии

• Автор: Романов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 184 с. : ил.

1.1 Нейтрализация природными материалами

1.2 Электрохимические методы

1.3 Электродиализ.

1.4 Получение купоросов.

1.5 Экстракционные методы

1.6 Сорбционные методы.

1.7 Современные взгляды на химизм поглощения кислот ионитами.

1.8 Обоснование и постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ

2.1 Методика эксперимента

2.2 Химизм поглощения кислот.

2.2.1 Поглощение кислот из растворов низких концентраций.
2.2.1.1 Система высокоосновной анионитраствор серной кислоты
2.2.1.2 Система низкоосновной анионит раствор серной кислоты.
2.2.2 Поглощение кислот из растворов высоких концентраций
2.2.3 Выводы.
2.3 Изучение влияния различных факторов на сорбцию кислот
Выводы по главе
ГЛАВА 3. УКРУПНЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Переработка отработанного медного электролита
3.2 Переработка чернового маточного раствора.
ГЛАВА 4. ОПЫТНО ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ.
4.1 Определение выходных кривых сорбциидесорбции
4.2 Материальный баланс работы опытнопромышленной установки
4.3 Эксплуатация опытнопромышленной установки
4.3.1. Эксплуатация слоя сорбента.
4.3.2 Распределение примесей
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ.
5.1 Промышленная сорбционная установка
5.2 Принцип работы сорбционной промышленной установки.
5.3 Автоматизация сорбционной промышленной установки
5.3.1 Алгоритм работы промышленной установки
5.3.2 Управление промышленной установкой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Метод ионообменной хроматографии для переработки кислых медноникелевых растворов предлагали в работе . Используемый при этом амфолит ЛНКБ2, полученный путем химического превращения сополимера метилвинилпиридина с дивинилбензолом, способен за счет комплексообразования сорбировать ионы меди из сильнокислых растворов, содержащих 0 гдм3 серной кислоты. Это позволило эффективно разделять кислые медноникелевые растворы на медные и никелевые рафинаты. Однако высокая сорбционная способность амфолита в сильнокислых средах приводит к значительным затруднениям при десорбции. Поэтому регенерацию сорбента проводили высококонцентрированными до 0 гдм3 растворами серной кислоты. Изза высокой стоимости специально синтезированных смол, а также трудностей, возникающих при их регенерации, более целесообразно использовать аниониты для непосредственного извлечения кислот из отработанных растворов. ЛВ8. При пропускании через слой анионита концентрированного раствора серной кислоты, содержащей соли металлов, анионит ЛВ8 проявляет большее сродство к бисульфатионам, чем к катионам металлов. Поэтому последние переходят в фильтрат, а серная кислота, наряду с ионами мышьяка, остается на смоле. Известно , что мышьяковая кислота при 0 находится в растворе в виде различных анионов. При пропускании раствора в зоне обмена достигали глубокого его обескислочивания, тем самым, создавали благоприятные условия для сорбции мышьяка. Его извлекали из фазы смолы при последующей десорбции анионита водным раствором. Однако эффективное разделение компонентов раствора предполагало удаление жидкости из межзернового пространства смолы перед сорбцией и десорбцией. Это достигали за счет сложной поворотной конструкции сорбционной колонны, снабженной коллектором для отдувки слоя сорбента сжатым воздухом. Аппаратурное оформление сорбционной технологии утилизации отработанных кислых растворов усовершенствовано специалистами канадской компании . Использование сорбционных колонн с нестандартным соотношением высоты к диаметру, наряду с анионообменной смолой гораздо меньшей крупности, позволило значительно улучшить кинетику сорбционных реакций, а также снизить количество раствора, необходимого для регенерации. Достигнуты высокие коэффициенты разделения кислоты и металлов, а также обеспечено минимальное разбавление получаемых растворов. Технология под названием позволяет эффективно осуществить разделение кислоты и катионов металлов, получать растворы солей не содержащих серной кислоты, вернуть в технологию образующиеся кислые элюаты. Промышленная установка по переработке отработанных электролитов успешно работает на медерафинировочном заводе i i Канада. Исходя из литературных данных, за последние лет детально изучено сорбционное поведение лишь серной кислоты применительно к высокоосновным анионитам. Информация об остальных кислотах носит отрывочный характер. В ряде работ 2 взаимодействие серной кислоты с высокоосновными анионитами изучали в динамических условиях. Навески ионитов в хлоридной форме помещали в плексигласовые стаканчики с пористым дном и приводили в контакт с растворами серной кислоты заданной концентрации 0,5 0,5н. От избытка равновесного раствора ионит освобождали отмыванием абсолютизированным спиртом. Количество бисульфат ионов, сорбированных смолой, определяли пО разности содержания ионов водорода в элюате и элюенте. Количество сульфатионов рассчитывали по разности между полной обменной емкостью ионита ПОЕ и содержанием бисульфатионов в смоле. В ходе экспериментов установлено, что из растворов серной кислоты на ионообменных смолах могут сорбироваться только сульфат и бисульфат ионы. Суммарная сорбция сульфатов, поглощенных смолой в виде й и в виде ионов, возрастает по мере увеличения концентрации серной кислоты в растворе. При этом, количество сорбированных ионов превышает полную обменную емкость ионита и, по мнению авторов, стремится к ее удвоенному значению. Авторы объясняли это тем, что при сорбции бисульфатионов заряд ионогенной группы компенсируется ионом , что в пересчете на сульфатионы дает два эквивалента.