Способ проведения конверсии анионитов

 

Союз Советскми

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВПЛЬСТВУ (бт) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.07. 77 (21) 251167 1/23-26 с присоединением эаявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.07. 79.бюллетекь ¹ 27

Дата опубликования описания 28.07.79 (5т) М. Кл.

В 01 J 1/08

Гааударстаеиивй как»тат

СССР аа делам иеебретеиа» и открыт»» (53) УДК 661.183. . 12(088.8) В. В. Хабиров, Л. П. Михайлов, Л. И. Водолазов, В. Н. Федин и И. П. Лгалаков (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПЮСОБ ПРОВЕПЕНИЯ KOHBEPCHH AHHOHHTOB

Изобретение относится к ионообменной технологии и может найти применение на операциях конверсии анионитов из одной ионной формы в другую, сопровождаюшихся выделением газовой фазы, например при извлечении цВетных и редких металлов.

Известен способ конверсии анионитов из сульфатной формы в карбоиат ную или гидроксильную н обратно раствором, содержашим замацаюший ион в плотном фиксированном или движушемся спор анионита с выделением газовой фазы внутри слоя ионита(1).

Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за образования газовых пробок внутри слоя анионита, обволакивания частиц ионита газовыми пузыр ьками.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является способ проведения конверсии анионитов из сульфатной в карбонатную форму и обратно, включаю2 ший обработку анионита в динамических условиях рециркулируюшими растворами, садержашими замешаюший ион 21. По этому способу конверсию анионита из сульфатной в карбонатную форму прово5 дят в гидравлически зажатом слое ионн« та, а из карбонатной и сульфатную частично и зажатом слое ионита, а частично в противоточном режиме.

Недостатком этого способа является высокий расход химреагентов (карбоната и сульфата аммония), а также длительность проведения процесса перевода анионита из одной формы в другую.

Цель изобретения - удешевление процесса конверсии анионитов из сульфатной в карбонатную форму и обратно путем сокрашения расхода реагентов и продолжительности процесса.

Это достигается в предлагаемом спо26 собе конверсии анионита,нз сульфатной в карбонатную форму и обратно, включаюшем обработку анионита в динамических условиях рециркулируюшнми рас г674779 ворами, содержащими замещаюший ион, при заданной скорости фильтрации тем, что обработку анионита ведут с периодическим изменением скорости фильтрации рециркулируюшего раствора, величину которой поддерживают так, чтобы минимум скорости фильтрации раствора был на 10-50;6 меньше начальной скорости псевдоожижения, а максимум в 1,5-2 раза выше минимальной скорости создания гидравлически зажатого слоя анионита.

Предпочтительным является npoaegeние процесса обработки анионита рециркулируюшим раствором со скоростью фильтрации 6-35 м/ч с периодом изменения скорости от 0,2 до 2 ч.

Технология способа состоит в следующем.

Анионит после операции сорбции -десорбции ценного компонента подают в ап парат конверсии ионита, куда непрерывно направляют раствор для перевода ионита из сульфатной в карбонатную форму или обратно.

Подачу рециркулируюшего раствсра регулируют в пределах 6-35 м/ч с периодом изменения скорости фильтрации от 0,2 до 2 ч посредством кмойнибудь системы автоматического управ ления.

Изменение скорости подачи осуществ, ляют или по синусоидальному закону с различной частотой и амплитудой (в указанных выше интервалах), или по любым другим законам периодичности.

Периодичность проведения процесса конверсии приводит к тому, что при уменьшении подачи раствора происходит переход анионита иэ гидравлически зажатого слоя в псевдоожиженное, благодаря чему в Ьтот период времени проис= ходит интенсивное отделение газовых пузырьков от частиц ионита и связанное с ним улучшение кинетики массобмена жидкости и анионита.

Пример . Проводят испытания по конверсии анионита ВП-1Ап класса

А", находящегося в сульфатной и карбонатной формах из одной солевой фазы в другую в стеклянной колонке диаметром 20 мм с объемом загрузки ионита

250 мл при периодическом изменении скорости фильтрации рециркулируюшего раствора от 6 до 30-35 м/ч. Скорость подачи раствора в колонку регулируют шланговым зажимом, причем нижний предел расхода обрабатывающего раствора (6 м/ч) лежит ниже начальной скорости псевдоожижения ионита ВП-1Лп, а верхний значительно превышает минимальную скорость создания гидравлически зажатого слоя анионита (16-18 м/ч).

Общий объем циркулирующего раствора составляет 500 мл, т.е. 2 объема на объем ионита.

Продолжительность контакта анионита ВП-1Ап с раствором, содержащим карбонат или сульфат-ион изменяют в пределах от 0,2 до 2 ч, причем кон1 центрацию замещаюшего иона (СО +К;,О ) или&О поддерживают в пределах 0,1tt

0,5 г-экв/л.

Результаты испытаний предлагаемого способа проведения конверсии анионитов из сульфатной в карбонатную форму

25 и обратно в сравнении с данными, полученными по известному способу при скорости фильтрации раствора через слой ионита 0,4-0,8 м/ч и 19 м/ч, приведены в табл. 1 и 2 .

Реэуль аты испытаний, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность обработки ионита на . данной технологической стадии с 2 до

0,5 ч,т.е. в 4 раза.

Кроме того, значительно улучшается полнота удаления газовых пузырьков из слоя анионита, за счет чего происходит интенсификация массообмена между раст40 вором и анионитом.

Таким образом, предлагаемый спо соб позволяет значительно снизить затраты на проведение процесса конверсии анионита из сульфатной в карбонатную

45 форму и обратно. Ориентировочный рас чет, проведенный на основании лабораторных исследований, показал, что толь ко за счет снижения расхода серной кислоты и бикарбоната натрия, вкономический эффект составич 10-15 руб на 1 т обработанного анионита.

6747 7гУ!

Таблица 1

Результаты укрупненно«лабораторных испытаний конверсии анионита ВП-1Ап из сульфатной в карбоначную форму в

Состав раствора после конверсии, г/л

Состав раствора для конверсии ионита, г/л рем обработки, ч

Врем уда ения

° °, р ° * фат-иону после азо- зов вой фазы з ко» бикарбонат карбо нат бикарбонат аммоконверсии нат аммоионита лонкну ния ния ния

Предлагаемый способ

0,25

2 0 115 168

Отб до

30-35

Нет 14,2 13

136

0,5

202 2,0 11,5 16,8 От 6 до

30-35

То же 2,37 15 Удаление 110 полное

10

2,0 11,5 16,8 От 6 до

30-35

107

2,0

2,0 11,5 16,8 От 6 до

30-35

В нет

105

Известный

4,32 7, 11 19 способ

0,25

6,0

202 12,0

Нет 4,74 15 Удаление 132

То же 2,37 30 неполное 112.

0,5

1,0

2,0

2, 88 2,97 19

2,88 2,97 19

2,88 2,97 19

158 29 04

1,19 35

1,19 35

12,0

105

4,0

2,0

2, l Посто- Удаление 133,5 янно

2,9 Посто» непол2,0 202 2,0 13,8 5,0 0,8

1,8

137 ное

)(При експериментах использовалась однократная и трехкратная рециркуляция потока раствора.

Таблица 2

Резулвгаты укру ненионабораторных

ытаний конверсии анионита ВП-1Ап иэ карбонатной в сульфатную форму

0,25

0,5 84

2,0 кисл. 24,5

2,0 кисл. 23, 3

2,0 кисл. 23, 3 дале ние полное

222

220

l,0

2,0 кисл. 24,5

Емкость анионита по сульфач иону перед конверсией, кг/т

Расход

P8CTSO ра на конверсию объем/объем

С корость фильтрации раствора через слой нионита, м/ч

От 6 до 20 15

Отбдо . 21 15

30 Д5

От 6 до 2,1 15

30-35

От.6 до 2,1 15

30-35

67477 9

Продолжение т абл 2.

Известный способ

0,25

Удаление

140 неполное

19 2 1 30

0,5 84

l,0

2,0

12,0

1,3

12,0

19 2,0 35

l9 2,0 35

152

12,0

175

4,0 55

2,0 54

2,0 кисл.23,3

2,0 кисл.23,3

2, 0 Постоянно Удаление

1, 7 Постоянно неполное

При вкспериментах использовалась однократная и трехкратная рециркуляция потока раствора.

Формула изобретения

Составитель Р, Пензии

Редактор Л. Лашкова .Гехред М„Келемеш Корректор E. Папп

Заказ 4169/5 Тираж 876 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и от>цзь тий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ проведения конверсии анионитов из сульфатной в карбонатную форму и обратно, включающий обработку анионита в динамических условиях рециркулируюшими растворами, содержащими замешающий ион, при заданной скорости фильтрации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью удешевления процесса путем сокрашения расхода реагентов m продолжительности процесса, обработку анионита ведут с периодическим изменением скорости фильтрации рециркулируюшего раствора, величину которой поддерживают так, чтобы минимум скорос— ти фильтрации раствора был на- 10-50% меньше начальной скорости псевдоожижеzs ния, а максимум в 1,5-2 раза выше минимальной скорости создания гидравлически зажатого слоя анионита.

2. Способ по и, 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что обработку анионита зо рециркулируюшим раствором ведут со скоростью фильтрации 6-35 м/ч с периодом изменения скорости от 0,2 до 2 ч.

Источники информации, принятые so внимание при вкспертизе з5 1. Патент США ¹ 3928192, кл. 2 10-30, 1975.

2. Горно-металлургическая промыш» ленность, 1976, ¹ 1, с 23«27,