Способ извлечения ионов из водных растворов

 

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для деминерализации воды с последующим ее использованием в технологических целях, например для нужд гидрометаллургии и в бытовых целях. Способ включает ионный обмен с ионитом при воздействии электрическим полем. Отличается тем, что ионосодержащий раствор подвергают воздействию анионита в зоне катодной поляризации, а катионита в зоне анодной поляризации. Регенерацию ионитов проводят, меняя полярность электрического воздействия на соответствующий вид ионитов на противоположную или перемещая ионит к противоположному электроду. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к горной промышленности, используется для деминерализации воды с последующим ее использованием в технологических целях (например, для нужд гидрометаллургии), а также для водоочистки в бытовых (питьевых) целях.

Известен способ извлечения ионов из водных растворов (Иониты в цветной металлургии. М. 1975), включающий ионный обмен раствора с ионитом в постоянном по направлению электрическом воздействии на однотипный ионит и раствор с последующей регенерацией ионита путем создания переменного градиента рН в межэлектродной области.

Недостатками данного способа являются: неполное использование емкости ионита; извлечение только одного типа ионов (катионов или анионов), а следовательно невозможность непосредственного использования воды после процесса извлечения ионов для технологических или бытовых целей.

Целью изобретения является повышение сорбционной емкости ионита и извлечение из водного раствора ионов обоих типов.

Способ осуществляется следующим образом.

Ионосодержащий водный раствор последовательно подвергается воздействию анионита в зоне катодной поляризации в неподвижном (зажатом) или подвижном слое ионита. После насыщения ионитов соответствующими ионами проводят их регенерацию путем воздействия на катионит электрическим полем катода и на анионит электрическим полем анода со сливом элюатов.

В варианте с неподвижным (зажатым) слоем ионита регенерацию (элюирование) проводят сменой полярности электродов.

При смешивании анионита и катионита соответствующая поляризацию обеспечивает ионный обмен по одному из видов ионита и регенерацию другого, при смене полярности происходит обратный процесс, но при этом в начале следующего цикла изменения полярности будут функционировать оба вида ионитов.

При разделении анионита и катионита по горизонтали (в водном фильтре-обменнике) мембранами, регенерация ионитов может быть обеспечена введением хлорида натрия, например в зону анионирования, и подачу напряжения на электроды (катодная поляризация в анионите и анодная в катионите). При этом в результате электролиза в анионитовой зоне образуется раствор щелочи, а в катионитовой за счет избирательной миграции анионов хлора через анионитовую мембрану к аноду, где формируются ионы гидроксония, образуется раствор соляной и частично хлорноватой кислот.

Таким образом, в любом из предложенных выше вариантов ионообменных процессов электрическое воздействие переменной полярности на соответствующие типы ионитов в соответствующие стадии обеспечит повышение эффективности извлечения ионов из растворов. Усиление эффекта может быть обеспечено дополнительно (к электрическому) воздействием на раствор, и/или ионит, и/или электроды (в первую очередь аноды) магнитным полем, электромагнитным излучением, потоком микрочастиц, ультразвуком, переменным электромагнитным полем.

Формула изобретения

1. Способ извлечения ионов из водных растворов, включающий ионный обмен с ионитом при воздействии электрическим полем, отличающийся тем, что ионосодержащий раствор подвергают воздействию анионита в зоне катодной поляризации и катионита в зоне анодной поляризации, а регенерацию ионитов проводят, меняя полярность электрического воздействия на соответствующий вид ионитов на противоположную или перемещая ионит к противоположному электроду.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор, и/или ионит, и/или электроды дополнительно к электрическому полю воздействуют магнитным полем, электромагнитным излучением, потоком микрочастиц, ультразвуком, переменным электромагнитным полем.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор подвергают одновременному воздействию смесью катионита и анионита, а электрическое поле изменяют по полярности, переводя соответствующий тип ионита в режим регенерации или ионного обмена.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что катионит и анионит разделяют мембраной, а перед электрорегенерацией в фильтр-обменник вводят хлорид натрия, подвергая катионит анодной поляризации, а анионит катодной поляризации.