Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рн 7-10

 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к извлечению стронция из природных высокоминерализованных вод, продуктов их переработки, сточных вод предприятий, использующих высокоминерализованные природные воды, для очистки этих растворов от стронция и его последующего использования и позволяет на 40% повысить степень его извлечения. Сущность способа заключается в том, что обрабатываемый раствор с PH 7-10 пропускают через карбоксильный катионит в противоточной колонне, концентрируя стронций и очищая от кальция, вытесняют стронций из обработанного ионита раствором смеси хлоридов натрия и кальция с концентрациями, равными концентрациям натрия и двухзарядных ионов в обрабатываемом растворе. Затем ионит регенерируют 2,5-2,6 н.растворами хлорида или карбоната натрия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1473835 A 1 (5D 4 В 01 Л 47 02 С 01 F ll/24

AATEHTi33 й."и ЧЕСКАЯ

БИБг ilO. Е:.с А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I раствором, содержащим ионы стронция, кальция и натрия. В колонне осуществляют непрерывное противоточное разделение смеси стронция и кальция на плотном слое ионита по типу фронтальной хроматографии с накоплением и концентрированием ионов стронция. Из колонны непрерывно или периодически в виде продукта отбирают раствор или ионит, содержащие сконцентрированный стронций и натрий без кальция или с небольшой его примесью, и направляют на выделение стронция известными способами, например осаждением в виде карбоната.

Выходящий из колонны раствор хлорида натрия с минимальной примесью двухзарядных ионов далее используют для выделения хлорида натрия или для регенерации ионита.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4235446/31-26 (22) 28.04.87 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (71) МГУ им. М. В. Ломоносова и Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (72) В. А. Иванов, В. И. Горшков, Н. Б. Ферапонтов, В. А. Никашина и Н. П. Николаев (53) 661.183.12 (088.8) (56) Никуличева Т. К. и др. Ионообменное разделение стронция и кальция из высокоминерализованных сточных вод. — Изв.

AH Туркм.ССР, сер. физ.-техн., химич. и геол. наук, 1979, № 3, с. 120 — 123. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СТРОНЦИЯ

ИЗ ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ

РАСТВОРОВ С рН 7 — 10 (57) Изобретение относится к химической

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к ионообменным способам извлечения стронция, являющегося микрокомпонентом высокоминерализованных растворов, содержащих натрий и кальций, и может быть использовано при извлечении стронция из природных высокоминерализованных вод, продуктов их переработки, сточных вод предприятий, использующих высокоминерализованные природные воды, и других высокоминерализованных растворов для очистки этих растворов от стронция и для его последующего использования.

Целью изобретения является повышение степени извлечения стронция.

На чертеже приведена схема предлагаемого способа извлечения стронция.

Разделительную противоточную колонну 1 питают ионитом в натриевой форме и технологии, конкретно к извлечению стронция из природных высокоминерализованных вод, продуктов их переработки, сточных вод предприятий, использующих высокоминерализованные природные воды, для очистки этих растворов от стронция и его последующего использования и позволяет на

40% повысить степень его извлечения. Сущность способа заключается в том, что обрабатываемый раствор с рН 7 — 10 пропускают через карбоксильный катионит в противоточной колонне, концентрируя стронций и очищая от кальция, вытесняют стронций из обработанного ионита раствором смеси хлоридов натрия и кальция с концентрациями, равными концентрациям натрия и двухзарядных ионов в обрабатываемом растворе.

Затем ионит регенерируют 2,5 — 2,6 н. растворами хлорида или карбоната натрия. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1473835

Выходящий из разделительной колонны 1 ионит, содержащий ионы стронция, кальция и натрия с несколько уменьшенной долей стронция по отношению к кальцию, направляют в десорбционную противоточную колонну 2 в которой осуществляют вытеснение стронция пропусканием раствора смеси ионов кальция и натрия через плотный слой ионита.

В используемом для вытеснения растворе концентрация хлорида натрия равна концентрации Naci в обрабатываемом растворе, а концентрация кальция близка к суммарной концентрации кальция и стронция в обрабатываемом растворе.

Выходящий из колонны 2 раствор, содержащий вытесняемые из ионита ионы стронция, а также натрия и кальция с соотношением трех компонентов, близким к соотношению компонентов в исходном поступающем на переработку растворе, возвращают в р аздел ител ьну ю колон ну 1.

Выходящий из колонны 2 ионит содержит ионы натрия и кальция с соотношением, близким к соотношению натрия и двухразрядных ионов в ионите, обрабатываемом в колонне 1.

Обработанный в колонне 2 ионит регенерируют. Регенерация ионита заключается в замещении ионов кальция на натрий и может быть осуществлена пропусканием избытка хлорида натрия в противоточной колонне или колонне с неподвижным слоем ионита, или карбонатом натрия с образованием труднорастворимого и легко отмываемого от ионита осадка карбоната кальция в статическом реакторе с перемешиванием, или в колонне со взвешенным слоем ионита, или способом, комбинирующим указанные способы: значительную часть кальция из ионита вымывают раствором NaC1 (вышедшим из колонны 1), а затем ионит дорегенерируют раствором соды. При использовании для регенерации раствора хлорида натрия часть образующегося раствора NaC1 и СаС19 после соответствующей корректировки содержания кальция используют в качестве вытеснителя в колонне 2.

Пример 1. Выделение стронция из раствора, содержащего 0,01 í. SrCl, 0,07 н. СаС1 и 2,5 н. NaC1 с рН 7 — 10, на катионите КБ-4.

Используют противоточные колонны диаметром 25 мм и высотой 400 см с поочередным движением ионита сверху вниз и раствора снизу вверх со скоростью 12 — 25 мл/мин.

Процесс осуществляют на катионите КБ-4 в Na -форме зернением 0,25 — 0,5 мм. В первую колонну подают ионит и обрабатываемый раствор, содержащий стронций. Соотношение потоков уводимых из колонны ионита и раствора подбирают таким, чтобы передняя граница сорбционного фронта двухзарядных ионов оставалась на расстоянии

30 — 80 см от верхнего края колонны, не выходя из нее. Из колонны выходит раствор

2,58 н. NaCl, содержание SrCl и СаС1г в котором менее 1 ° 10 н. В колонне происходит концентрирование стронция и одно5 временная очистка от кальция.

После пропускания 50 л раствора (при этом из колонны выходит 2,5 л ионита) в колонне образуется протяженная зона, занимающая значительную ее часть, в которой раствор содержит стронций с концентрацией -0,04 н. и натрий с концентрацией -2,5 н., а концентрация кальция не превышает 0,002 н., а в ионите стронций и натрий занимают соответственно 16 и 85Я его емкости. Из этой зоны непрерывно или периодически выводится с раствором или ионитом смесь сконцентрированного стронция с натрием указанных составов.

Производительность составляет 4,5—

9 мг-экв стронция в 1 ч (190 — 400 мг стронция в 1 ч).

Выводимый из первой колонны ионит, состав которого близок к равновесному с исходным раствором смеси NaCl, СаС1 и

ЬгС4, направляют во вторую противоточную колонну, по принципу и условиям работьг аналогичную первой, в которой стронций вытесняют пропусканием через ионит раствора смеси 2 5 н. NaC1 и 0 073 н.

СаС1 .

Из колонны на верхнем ее конце выводят раствор смеси NaCI, СаС1 и SrClq c концентрациями, близкими к концентрациям в исходном обрабатываемом растворе. Этот раствор направляют на подпитывание первой разделительной колонны.

Выводимый из колонны ионит, содержание натрия, кальция и стронция в котором соответственно -50, -50 и (0,1Я от обменной емкости, регенерируют, замещая кальций на натрий.

Степень извлечения стронция составляет более 98о

Пример 2. Регенерация ионита карбонатом натрия.

Этот и следующий примеры иллюстрируют, как осуществить регенерацию ионита, необходимого для проведения процесса, описанного в примере l.

0,5 л ионита, содержащего -50Я натрия, -50 кальция и (0,1Я стронция (содержание от обменной емкости), обрабатывают в статическом реакторе с перемешиванием 3 л насыщенного раствора карбоната натрия. Образующийся осадок карбоната кальция отмывают от ионита регенерирующим раствором, раствор отфильтровывают от осадка и возвращают на регенерацию ионита. После четырех-пятикратной обработки ионита насыщенным раствором карбоната натрия, циркулирующим в указанном цикле регенерации, ионит переходит в

Na+-форму. Образуется 45 г карбоната кальция.

1473835

Формула изобретения

Отрегенерированный ионит промывают раствором хлорида натрия, полученным в разделительной колонне (колонна 1).

Пример 3. Регенерация ионита растворами хлорида натрия и карбоната натрия.

Ионит, содержащий -50Я натрия, -50Я кальция и (0,1Я стронция (содержание от обменнои емкости), в противоточной колонне, по конструкции, принципу и условиям работы аналогичной описанным в примере 1, обрабатывают 2,5 н. раствором хлорида натрия, полученным в разделительной колонне 1 в примере 1, с соотношением потоков фаз 20 л раствора на 1 л исходной суспензии ионита. Из колонны выходит раствор, среднее содержание кальция в котором составляет 0,5 н., и ионит в смешанной натрий-кальциевой форме, содержащий -20Я (от полной обменной емкости) кальция.

Далее этот ионит обрабатывают в статическом реакторе насыщенным раствором карбоната натрия (условия обработки те же, что и в примере 2), переводя его в

ha+-форму.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет непрерывно извлекать более 98Я стронция из высокоминерализованных растворов, содержащих в качестве макрокомпонентов хлориды натрия и кальция, и осуществлять практически полную очистку этих растворов от стронция. Извлекаемый стронций получается в виде раствора, содержащего сконцентрированный хлорид стронция и хлорид натрия и очищенного от кальция. При этом в качестве побочных продуктов получаются раствор хлорида натрия, очищенный от двухзарядных ионов, а также карбонат кальция.

Пример 4. Регенерация ионита раствором хлорида натрия.

Ионит, содержащий -50Я натрия, -50О кальция и (0,1Я стронция (содержание от отменной емкости), в противоточной колонне, по конструкции, принципу и условиям работы аналогичной описанной в примере 1, обрабатывают 2,58 н. раствором хлорида натрия при соотношении потоков фаз 40 л раствора на 1 л суспензии ионита (средняя объемная скорость ионита

75 мл/ч, раствора 3,0 л/ч).

Из колонны выходит раствор, средняя концентрация кальция в котором составляет

0,035 н., и ионит, степень регенерации которого составляет 96О.

1О !

Пример 5. Выводимый из колонны 1 ионит, равновесный с исходным обрабатываемым раствором смеси 2,5 н. хлорида натрия, 0,07 н. хлорида кальция и 0,01 н. хлорида стронция с рН 8,5, направляют в противоточную колонну, принцип работы и параметры которой аналогичны описанным в примере 1. Через ионит в колонне пропускают раствор смеси 2,5 н. хлорида натрия и 0,080 н. хлорида кальция. Ионит, выводимый из колонны, содержит соответственно 50Я (от обменной емкости) ионов натрия, 50Я ионов кальция и менее 0,1Я стронция (содержание стронция меньше чувствительности пламенно-фотометрического метода анализа вытесненного из ионита раствора). На верхнем конце колонны выходит раствор смеси хлоридов натрия, кальция и стронция с концентрациями, совпадающими с концентрациями этих компонентов (в пределах точности пламенно-фотометрического метода анализа) в исходном обрабатываемом растворе. Этот раствор добавляют к раствору, подаваемому в колонну 1. Степень извлечения стронция составляет более 98Я.

Как видно из приведенных примеров, проведение способа извлечения стронция в предлагаемом режиме позволяет непрерывно извлекать более 98Я сронция из высокоминерализованных растворов, что на 40Я превышает показатели известного способа.

Кроме того, данный способ позволяет снизить расходы кислоты и щелочи Йа регенерацию сорбентов.

1. Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рН 7 — 10, содержащих натрий и кальций, включающий их пропускание через карбоксильный катионит в противоточных колоннах, элюирование стронция из катионита и его регенерацию, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения стронция, элюирование стронция ведут раствором смеси хлорида натрия и кальция концентрациями, равными концентрациям натрия, стронция и кальция в исходном растворе, после чето элюат смешивают с исходным раствором, регенерацию катионита ведут насыщенным раствором хлорида или карбоната натрия.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что регенерацию ведут 2,5 — 2,6 н. раствором карбоната или хлорида натрия.

О1Е а,и ие д 2+

epupypacmСоставитель Т. Чиликина

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 1738/б Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01

Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рн 7-10 Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рн 7-10 Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рн 7-10 Способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов с рн 7-10 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения раствора хлорида кальция и хлорида натрия из дистиллярной жидкости содового производства путем ее концентрирования

Изобретение относится к способам разделения хлоридов стронция и бария и может найти применение в аналитической химии

Изобретение относится к установкам для регенерации сорбентов, преимущественно вспененных эластичных полимеров открытоячеистой структуры, заключенных в жесткие проволочные каркасы, используемых для поглощения нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, и позволяет повысить эффективность и экономичность регенерации сорбентов за счет их многократного использования

Изобретение относится к установкам для ионообменной очистки воды и позволяет снизить расход реагентов и воды на собственные нужды

Изобретение относится к аппаратам для проведения ионообменных процессов , в частности для противоточного контактирования воды с твердам зернистым материалом, может быть использовано в металлургической, химической и энергетической промьшшенности и позволяет упростить конструкцию установки путем сокращения вспомогательного оборудования

Изобретение относится к водоподготовительным установкам для предварительной очистки добавочной воды и позволяет повысить производительность установки за счет увеличения поверхности фильтрования в заданном объеме фильтрукнцей загрузки

Изобретение относится к противоточным ионитным фильтрам и позволяет повысить экономичность устройства
Наверх