Физико-химические основы комплексного освоения минеральных ресурсов вод океана

• Автор: Хамизов, Руслан Хажсетович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 352 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА I. МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ОКЕАНСКОЙ ВОДЫ И
ПРОБЛЕМЫ ИХ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ
1.1. Общая физико-химическая характеристика и состав
океанской воды
1.2. Современное состояние проблемы использования ценных
минеральных компонентов. Экологический и экономический аспекты.
1.3. Выбор методов извлечения. Физико-химические и
технологические проблемы использования сорбционных
и комбинированных процессов.
1.4. Термодинамическая оценка процессов разделения и 47 концентрирования компонентов из океанской воды.
1.5. Формулировка предпосылок к новой концепции создания 58 комплексных процессов переработки океанской воды, сочетающей опреснение и извлечение солей.
1.6. Постановка задач исследования и формулировка научного 69 направления
ГЛАВА II. ЯВЛЕНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПЕРЕСЫЩЕНИЯ 72 РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ИОННОМ ОБМЕНЕ КАК ОСНОВА НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОКЕАНСКОЙ ВОДЫ.
2.1. Примеры ионообменных процессов с изотермическим 74 пересыщением растворов неорганических веществ и их практическое значение
2.2. Описание экспериментальных данных по ионообменным 77 процессам с изотермическим пересыщением растворов солей магния и кальция

2.3. Физико-химическая природа явления изотермического 93 пересыщения. Механизмы стабилизации пересыщенных растворов в порах и слоях ионитов.
2.4. Математическая модель динамики процессов с 107 ионообменным пересыщением.
2.5. Заключение
ГЛАВАШ «САМОПОДДЕРЖИВАЮЩИИЙСЯ» ПРОЦЕСС 118 УМЯГЧЕНИЯ ОПРЕСНЕНИЯ КАК ОСНОВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОКЕАНСКОЙ ВОДЫ.
«СОДОВЫЙ» ПРОЦЕСС ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАГНИЯ
3.1. Определение требований к сорбентам с использованием 119 математического моделировании и разработка метода получения сорбента.
3.2. Создание на основе явления изотермического 128 пересыщения самоподдерживающегося процесса умягчения опреснения океанской воды.
3.3. Создание на основе явления изотермического 132 пересыщения «содового» метода извлечения магния из океанской воды.
3.4. Апробация разработанных методов. Автоматизированная 135 установка для комплексной безотходной переработки океанской воды. Противоточный ионообменный метод извлечения магния.
3.5. Заключение
ГЛАВА IV ДВУХТЕМПЕРАТУРНЫЕ БЕЗРЕАГЕНТНЫЕ 148 МЕТОДЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА И КАЛИЯ ИЗ ОКЕАНСКОЙ ВОДЫ.
4.1. Физико-химические основы двухтемпературных методов
4.2. Сравнительное исследование и выбор анионитов для 162 концентрирования брома двухтемпературным методом.
4.3. Термодинамика обмена ионов ВТ и СГ на 164 сильноосновных анионитах
4.4. Кинетика и динамика обмена Вг" и СГ
4.5. Апробация различных двухтемпературных методов 204 концентрирования бромида в морской воде.
4.6. Метод “качающейся волны” - новый неизотермический 209 безреагентный метод концентрирования и разделения растворенных веществ.
4.7. Использование двухтемпературных методов для 222 концентрирования компонентов с большими значениями коэффициентов распределения. Извлечение калия из морской воды.
4.8. Новый подход к классификации двухтемпературных 233 методов
4.9. Заключение
ГЛАВА V ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЛИТИЯ, РУБИДИЯ И СТРОНЦИЯ
5.1. Сравнительное исследование природных цеолитов по сорбции ионов металлов из морской воды.
Корреляционное уравнение состав - свойства.
5.2. Кинетика ионного обмена на клиноптилолите.
Кинетические диаграммы . Проблема интенсификации процессов извлечения компонентов морской воды.
5.3. Математическое моделирование ионообменных процессов при извлечении стронция и рубидия
Динамика обмена на бидисперсном сорбенте.
5.4. Концентрационная каскадная схема концентрирования и 276 разделения на сорбентах. Пилотная установка для извлечения стронция и рубидия.

с чем проводятся интенсивные исследования с целью создания новых методов его извлечения. Одним из наиболее перспективных методов считается сорбционное извлечение брома сильноосновными анионитами после предварительного окисления бромид-ионов в морской воде. Научные основы сорбционного окислительного метода разработаны как в США , так и в бывшем СССР , метод испытан на пилотных установках. Несмотря на высокую эффективность метода, независимо от температуры перерабатываемой воды, данный метод, к сожалению, не снимает экологических проблем. Как сорбционные, так и несорбционные процессы извлечения брома, требующие предварительного окисления и подкисления морской водыне соответствуют современным экологическим требованиям. В ГЕОХИ РАН был разработан экологически приемлемый процесс извлечения брома [57,58] электросорбционным методом, на сорбенте, через который фильтруется морская вода. Несмотря на перспективность такого метода, он ограничен с точки зрения создания в перспективе крупных промышленных процессов. Альтернативным направлением в извлечении соединений брома из морской воды является отказ от любых окислительных методов за счет многократного концентрирования бромидов в морской воде , например , с помощью анионообменников. Во ВНИИ ИодоБром (г.Саки, Украина) и в ГЕОХИ РАН были проведены обширные исследования с целью выбора подходящих сорбентов, регенерирующих растворов и оптимальных условий для получения обогащенных концентратов из высокоминерализованных рассолов ( морской рапы) [59] и морской воды [60]. Однако попытки использовать анионообменники для прямого концентрирования бромидов из морской воды оказываются несостоятельными из-за недостаточной селективности анионитов всех известных химических типов к ионам брома по отношению к близким по свойствам ионам хлора. Следствием этого является принципиальная невозможность создания экономичных процессов, в том числе, в связи с проблемами регенерации. Необходимы достаточно