Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка
Исследованы процессы регенерации от цинка волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН растворами серной кислоты и сульфата натрия. Показано, что режим прямоточного непрерывного элюирования ионита регенерирующимраствором недостаточно перспективен. Предлагается проводить регенерацию раствором серной кисло...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5498 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка / В.А. Огородников, В.С. Солдатов, А.А. Шункевич // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 75-86. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859729860176379904 |
|---|---|
| author | Огородников, В.А. Солдатов, В.С. Шункевич, А.А. |
| author_facet | Огородников, В.А. Солдатов, В.С. Шункевич, А.А. |
| citation_txt | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка / В.А. Огородников, В.С. Солдатов, А.А. Шункевич // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 75-86. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Исследованы процессы регенерации от цинка волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН растворами серной кислоты и сульфата натрия. Показано, что режим прямоточного непрерывного элюирования ионита регенерирующимраствором недостаточно перспективен. Предлагается проводить регенерацию раствором серной кислоты, циркулирующим сквозь слой сорбента. Для подготовки ионита к новому циклу сорбции рекомендуется обработка материала смешанным раствором гидроксида натрия и сульфата натрия.
Досліджено процеси регенерації від цинку волокнистих карбоксильних іонітів ФІБАН розчинами сірчаної кислоти і сульфату натрію. Показано, що режим прямоточного безупинного елюірування іоніту розчином, що регенерує, недостатньо перспективний. Пропонується проводити регенерацію розчином сірчаної кислоти, що циркулює крізьшар сорбенту. Для підготовки іоніту до нового циклу сорбції рекомендується обробка матеріалу змішаним розчином гидроксиду натрію і сульфату натрію.
Regeneration of carboxylic acid ionexchangers of FIBAN-type from zinc with the solutions of sulfuric acid and sodium sulfate was studied. It was shown that regeneration in direct-flow solution regime is not perspective. The process of regeneration of the ion-exchangers with sulfuric acid solution circulating through the sorbent layer is proposed. To prepare the ion-exchangers after regeneration for a new sorption cycle they are treated with mixed solution of sodium hydroxide and sodium sulfate.
|
| first_indexed | 2025-12-01T12:38:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 75
ÓÄÊ 546.47:66.08.628.16
Â.À. Îãîðîäíèêîâ, Â.Ñ. Ñîëäàòîâ, À.À. Øóíêåâè÷
ÐÅÃÅÍÅÐÀÖÈß ÂÎËÎÊÍÈÑÒÛÕ ÊÀÐÁÎÊÑÈËÜÍÛÕ
ÈÎÍÈÒΠÔÈÁÀÍ Â ÏÐÎÖÅÑÑÀÕ Î×ÈÑÒÊÈ ÂÎÄÛ
ÎÒ ÖÈÍÊÀ
Èññëåäîâàíû ïðîöåññû ðåãåíåðàöèè îò öèíêà âîëîêíèñòûõ êàðáîêñèëüíûõ èîíè-
òîâ ÔÈÁÀÍ ðàñòâîðàìè ñåðíîé êèñëîòû è ñóëüôàòà íàòðèÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî
ðåæèì ïðÿìîòî÷íîãî íåïðåðûâíîãî ýëþèðîâàíèÿ èîíèòà ðåãåíåðèðóþùèì
ðàñòâîðîì íåäîñòàòî÷íî ïåðñïåêòèâåí. Ïðåäëàãàåòñÿ ïðîâîäèòü ðåãåíåðà-
öèþ ðàñòâîðîì ñåðíîé êèñëîòû, öèðêóëèðóþùèì ñêâîçü ñëîé ñîðáåíòà. Äëÿ
ïîäãîòîâêè èîíèòà ê íîâîìó öèêëó ñîðáöèè ðåêîìåíäóåòñÿ îáðàáîòêà ìàòå-
ðèàëà ñìåøàííûì ðàñòâîðîì ãèäðîêñèäà íàòðèÿ è ñóëüôàòà íàòðèÿ.
Èçó÷åíèå ñîðáöèè öèíêà âîëîêíèñòûì êàòèîíèòîì ÔÈÁÀÍ Ê-4 ïî-
êàçàëî ïðèíöèïèàëüíóþ âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ ýòîãî ìàòåðèàëà äëÿ
î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä âèñêîçíîãî ïðîèçâîäñòâà, ñîäåðæàùèõ öèíê, ïîñëå
èõ ïðåäâàðèòåëüíîé íåéòðàëèçàöèè [1, 2]. Êàðáîêñèëüíûå èîíèòû ÔÈ-
ÁÀÍ Ê-3, ÔÈÁÀÍ Ê-4, ÔÈÁÀÍ Ê-5 è ÔÈÁÀÍ Õ-1 ìîæíî èñïîëüçîâàòü
òàêæå äëÿ ñîðáöèè öèíêà èç ñëàáîêèñëûõ ðàñòâîðîâ.
Öåëü äàííîé ðàáîòû – èçó÷åíèå óñëîâèé ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ îò
öèíêà è âîçìîæíîñòè ìíîãîêðàòíîãî èñïîëüçîâàíèÿ èîíîîáìåííûõ ìà-
òåðèàëîâ â ïðîöåññàõ ñîðáöèè – äåñîðáöèè.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Èñïîëüçîâàëè âîëîêíèñòûå êàðáîêñèëü-
íûå èîíèòû ÔÈÁÀÍ Ê-4 è ÔÈÁÀÍ Ê-3; â ðÿäå îïûòîâ ñîðáöèþ è äå-
ñîðáöèþ öèíêà èçó÷àëè íà èîíèòàõ ÔÈÁÀÍ Ê-5 è ÔÈÁÀÍ Õ-1.
×åðåç ñëîé èîíîîáìåííîãî âîëîêíà â âîäîðîäíî-íàòðèåâîé ôîðìå
ïðîïóñêàëè ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé ñóëüôàò öèíêà è ñóëüôàò íàòðèÿ; êîí-
öåíòðàöèÿ Zn2+ ñîñòàâëÿëà 3,05⋅10–3 ìîëü/äì3 (200 ìã/äì3), ñóëüôàòà íà-
òðèÿ – 0,014 ìîëü/äì3 (2 ã/äì3). Ñîðáèðîâàííûé öèíê äåñîðáèðîâàëè,
ýëþèðóÿ èîíèòû ðàñòâîðàìè Na2SO4 èëè H2SO4. Ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé
öèíê, ïîäàâàëè â êîëîíêó ñíèçó ââåðõ, ðåãåíåðèðóþùèé – ñâåðõó âíèç.
Õàðàêòåðèñòèêè ðàáî÷åãî ñëîÿ èîíèòîâ: âûñîòà – 1,8 ñì (îáú¸ì 30 ñì3);
ïëîòíîñòü óêëàäêè ñóõîãî âîëîêíà – 0,15 (ÔÈÁÀÍ Ê-4) è 0,25 – 0,30 ã/ñì3
(ÔÈÁÀÍ Ê-3, ÔÈÁÀÍ Ê-5 è ÔÈÁÀÍ Õ-1). Äèàìåòð èñïîëüçóåìîé êîëîí-
êè ðàâåí 4,6 ñì.
Îáú¸ìíàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ðåãåíåðèðóþùèõ ðàñòâîðîâ ñîñòàâëÿëà
41,5 ñì3/ ìèí, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ëèíåéíîé ñêîðîñòè 2,5 ñì/ìèí. Â ðÿäå îïû-
òîâ (èññëåäîâàíèå ðåãåíåðàöèè â ðåæèìå öèðêóëÿöèè) ðåãåíåðèðóþùèé ðà-
ñòâîð ïðîïóñêàëè ÷åðåç êîëîíêó ñî ñêîðîñòüþ 200 ñì3/ìèí (12 ñì/ìèí).
© Â.À. ÎÃÎÐÎÄÍÈÊÎÂ, Â.Ñ. ÑÎËÄÀÒÎÂ, À.À. ØÓÍÊÅÂÈ×, 2007
76 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
Êîíöåíòðàöèþ èîíîâ öèíêà â ðàñòâîðå îïðåäåëÿëè òðèëîíîìåòðè-
÷åñêèì òèòðîâàíèåì ñ èíäèêàòîðîì ýðèîõðîì ÷¸ðíûé Ò; pH èçìåðÿëè ñ
ïîìîùüþ ñòåêëÿííîãî ýëåêòðîäà; ýëåêòðîäîì ñðàâíåíèÿ ñëóæèë õëîðñå-
ðåáðÿíûé ýëåêòðîä â íàñûùåííîì ïðè 25°Ñ ðàñòâîðå KCl.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå. Ðåàãåíòíàÿ ðåãåíåðàöèÿ èîíîîáìåí-
íûõ ìàòåðèàëîâ ïðåäïîëàãàåò ðåøåíèå äâóõ îñíîâíûõ çàäà÷: âûáîð âå-
ùåñòâà-ðåãåíåðàíòà è ðåæèìà ðåãåíåðàöèè. Öèíê ìîæíî äåñîðáèðîâàòü,
ýëþèðóÿ èîíèò ðàñòâîðàìè êèñëîò, ùåëî÷åé èëè ñîëåé.  ïðîèçâîäñòâå
âèñêîçíîãî âîëîêíà â êà÷åñòâå ðåãåíåðàíòîâ èñïîëüçóþò H2SO4, Na2SO4
è NaOH.
Ïðè âûïîëíåíèè ýêñïåðèìåíòà âîçìîæíû ñëåäóþùèå ðåæèìû ðåà-
ãåíòíîé ðåãåíåðàöèè:
– ïðÿìîòî÷íîå íåïðåðûâíîå ýëþèðîâàíèå èîíèòà áîëüøèì îáú¸ìîì
ðåãåíåðèðóþùåãî ðàñòâîðà ñ îòáîðîì íàèáîëåå êîíöåíòðèðîâàííîé ÷àñ-
òè ýëþàòà;
– ýëþèðîâàíèå â ðåæèìå öèðêóëÿöèè – ïðîìûâêà èîíîîáìåííîãî
ìàòåðèàëà îäíèì è òåì æå íåáîëüøèì êîëè÷åñòâîì ðåãåíåðèðóþùåãî
ðàñòâîðà, öèðêóëèðóþùåãî ïî çàìêíóòîìó êîíòóðó ÷åðåç ñëîé ñîðáåíòà.
Òåîðåòè÷åñêè êàðáîêñèëüíûå èîíèòû íàèáîëåå óäîáíî ðåãåíåðèðî-
âàòü ðàñòâîðàìè êèñëîò. Ïðè ýòîì, îäíàêî, íåîáõîäèìî ïðåäóñìîòðåòü
ñïîñîá ïåðåâîäà ñîðáåíòà èç âîäîðîäíîé ôîðìû â ðàáî÷óþ âîäîðîäíî-
íàòðèåâóþ ôîðìó. Íàøè ïîïûòêè ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ îò öèíêà ðàñòâî-
ðîì ù¸ëî÷è íå áûëè óñïåøíûìè: ïîñëå ðåãåíåðàöèè îáðàçóåòñÿ íèçêî-
êîíöåíòðèðîâàííûé ðàñòâîð, áîëüøîå êîëè÷åñòâî äåñîðáèðîâàííîãî
öèíêà íàõîäèòñÿ â âèäå ãèäðîêñèäà, êîòîðûé òðóäíî óäàëèòü èç ðàáî÷åãî
ñëîÿ. Êðîìå òîãî, â ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìà äîïîëíèòåëüíàÿ ñòàäèÿ –
îòìûâêà âîëîêíà îò èçáûòêà ù¸ëî÷è äëÿ ïîäãîòîâêè ñîðáåíòà ê íîâîìó
öèêëó ñîðáöèè.
Ðåãåíåðàöèÿ èîíèòîâ êîíöåíòðèðîâàííûìè (1–1,5 ìîëü/äì3) ðàñòâî-
ðàìè ñóëüôàòà íàòðèÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ, íà ïåðâûé âçãëÿä, ïðåäïî÷òèòåëü-
íåé: èîíèò ïîñëå ðåãåíåðàöèè ìîæåò íàõîäèòüñÿ â âîäîðîäíî-íàòðèåâîé
ôîðìå. Ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêîì ñîäåðæàíèè íàòðèÿ â ñîðáåíòå ýòà ôîð-
ìà áóäåò ðàáî÷åé â ñëåäóþùåì öèêëå ñîðáöèè. Ñîãëàñíî ðàñ÷¸òàì, âû-
ïîëíåííûì â ñîîòâåòñòâèè ñ òåîðèåé, èçëîæåííîé â ðàáîòå [3], ïðè êîí-
öåíòðàöèè ðàñòâîðà Na2SO4 0,014 ìîëü/äì3 (2 ã/äì3) è pH 7 ðàâíîâåñíàÿ
äîëÿ èîíîâ íàòðèÿ â ñîðáåíòå ñîñòàâëÿåò ~ 72% îò ñòàòè÷åñêîé îáìåí-
íîé ¸ìêîñòè (ÑÎÅ). Ïðåäûäóùèå èññëåäîâàíèÿ [1] ïîêàçàëè, ÷òî èîíèò
ñ òàêèì ñîäåðæàíèåì íàòðèÿ ñïîñîáåí äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíî ñîðáèðî-
âàòü öèíê.
Ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ ñòåïåíè çàìåùåíèÿ èîíîâ âîäîðîäà èîíàìè
íàòðèÿ â èîíèòå ÔÈÁÀÍ Ê-4, íàõîäÿùèìñÿ â ðàâíîâåñèè ñ 1 è 0,014Ì
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 77
ðàñòâîðàìè Na2SO4 ïðè ðàçëè÷íûõ ðÍ, ïðèâåäåíû â òàáë. 1. Äëÿ ðàñ÷¸òà
èñïîëüçîâàëè ïàðàìåòðû êèñëîòíîñòè èîíèòà [1, 3] pK0 = 4,9; ∆pk = 2,0.
Òàáëèöà 1. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷¸òà ðàâíîâåñíîãî ñîäåðæàíèÿ èîíîâ íàòðèÿ â
èîíèòå ÔÈÁÀÍ Ê-4 (â % ïî îòíîøåíèþ ê ÑÎÅ) ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ ðÍ
pH
ÑNa2SO4
5,0 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1
0,014
ìîëü/äì3 21,3 25,8 28,2 30,6 33,1 35,7 38,3 40,9 43,5 46,2 48,9
1 ìîëü/äì3 59,1 64,3 66,8 69,3 71,8 74,2 76,5 78,7 80,8 82,9 84,8
pH
ÑNa2SO4
6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,2 7,5
0,014
ìîëü/äì3 51,5 54,2 56,9 59,5 62,1 64,7 67,3 69,7 72,2 76,8 83,2
1 ìîëü/äì3 86,6 88,2 89,8 91,2 92,5 93,6 94,7 95,5 96,3 97,5 98,7
Êàê ñëåäóåò èç ïðåäñòàâëåííûõ äàííûõ, ïðè ðåãåíåðàöèè èîíèòà
ÔÈÁÀÍ Ê-4 1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4 (ïðè ðÍ íå íèæå 5,5) ñîäåðæàíèå íàò-
ðèÿ â ñîðáåíòå äîëæíî áûòü âïîëíå ïðèåìëåìûì äëÿ íîâîãî öèêëà ñîðá-
öèè. Ïðîâåä¸ííûå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî ïðè ýëþèðîâàíèè êàòèî-
íèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4 â Zn2+-ôîðìå 1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4 ïðè ðÍ 5,9 (îáú¸ì
ðàñòâîðà – 820 ñì3, ÷òî ñîñòàâëÿåò >27 îáú¸ìîâ ðàáî÷åãî ñëîÿ èîíèòà)
óäà¸òñÿ äîñòè÷ü ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè 97%. Äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñ-
òèêè ñîðáöèè äî è ïîñëå ðåãåíåðàöèè ïðè C/Ñ0 = 0,05 ïðàêòè÷åñêè íå
îòëè÷àëèñü (òàáë. 2). Ñëåäóåò, îäíàêî, ó÷èòûâàòü, ÷òî âñ¸ âûøåèçëîæåí-
íîå ñïðàâåäëèâî äëÿ ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ, ñîðáèðîâàâøèõ öèíê èç íåé-
òðàëüíûõ ðàñòâîðîâ. Ïîñëå ñîðáöèè öèíêà èç ñëàáîêèñëîãî ðàñòâîðà
èîíèòîì â âîäîðîäíî-íàòðèåâîé ôîðìå ìàòåðèàë, íàðÿäó ñ èîíàìè Zn2+ è
Na+, áóäåò ñîäåðæàòü çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî èîíîâ H+, è åãî ðåãåíåðà-
öèÿ íåéòðàëüíûìè ðàñòâîðàìè Na2SO4 íå îáåñïå÷èò íåîáõîäèìîãî äëÿ
ñëåäóþùåãî öèêëà ñîðáöèè ñîäåðæàíèÿ íàòðèÿ â ñîðáåíòå. Ïðîâåä¸í-
íûå ýêñïåðèìåíòû ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ðàáî÷èé ñëîé íå
îáëàäàåò äîñòàòî÷íûì çàùèòíûì äåéñòâèåì, è ïðîñêîê öèíêà ïðîèñõî-
äèò óæå â ïåðâûå ìèíóòû íîâîãî öèêëà ñîðáöèè.
Äàííûå, ïîëó÷åííûå ïðè ðåãåíåðàöèè êàòèîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4 ðàñòâî-
ðàìè ñåðíîé êèñëîòû, ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò òàêîâûõ ðàñòâîðàìè
78 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
ñóëüôàòà íàòðèÿ: ìàêñèìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ Zn2+ â ðàñòâîðå ïîñëå
îáðàáîòêè èîíèòà ñóëüôàòîì íàòðèÿ ìåíüøå, ÷åì ïðè ðåãåíåðàöèè ñåðíîé
êèñëîòîé, äàæå â òîì ñëó÷àå, åñëè ðåãåíåðèðóåìûé ñóëüôàòîì íàòðèÿ èîíèò
ñîäåðæèò áîëüøåå êîëè÷åñòâî ñîðáèðîâàííîãî öèíêà (ðèñ. 1, à).
Òàáëèöà 2. Äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñîðáöèè öèíêà èç íåéòðàëüíûõ
ðàñòâîðîâ äî è ïîñëå ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ 1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4
C/C0=0,05 C/C0=0,5 Ñ/Ñ0 =0,95
Èîíèò Óñëîâèÿ îïûòà
ìã/ã ìýêâ/ã ìã/ã ìýêâ/ã ìã/ã ìýêâ/ã
Ïåðâàÿ ñîðáöèÿ 25,1 0,77 48,0 1,47 102,8 3,14
ÔÈÁÀÍ Ê-4
Ñîðáöèÿ ïîñëå
ðåãåíåðàöèè íà 97% 25,7 0,79 48,1 1,47 103,4 3,16
Ïåðâàÿ ñîðáöèÿ 24,2 0,74 46,1 1,41 85,9 2,63
ÔÈÁÀÍ Ê-3
Ñîðáöèÿ ïîñëå
ðåãåíåðàöèè íà 65% 20,3 0,62 42,9 1,31 58,4 1,79
Íà îñíîâàíèè àíàëèçà êðèâûõ ðåãåíåðàöèè áûë ðàññ÷èòàí óäåëüíûé
ðàñõîä ðåàãåíòîâ íà ðåãåíåðàöèþ, îïðåäåëÿåìûé êàê îòíîøåíèå êîëè÷å-
ñòâà ðåãåíåðàíòà, èçðàñõîäîâàííîãî äëÿ äîñòèæåíèÿ çàäàííîé ñòåïåíè
ðåãåíåðàöèè èîíèòà, ê ñòåõèîìåòðè÷åñêè íåîáõîäèìîìó êîëè÷åñòâó. Çà-
âèñèìîñòè óäåëüíîãî ðàñõîäà ñåðíîé êèñëîòû è ñóëüôàòà íàòðèÿ îò ñòå-
ïåíè ðåãåíåðàöèè ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 1, á. Ïîëó÷åííûå ñâåäåíèÿ óêà-
çûâàþò íà íåýôôåêòèâíîñòü ïðîâåäåíèÿ ðåãåíåðàöèè â ðåæèìå
ïðÿìîòî÷íîãî ýëþèðîâàíèÿ: äàæå äëÿ äîñòèæåíèÿ íåâûñîêîé ñòåïåíè
ðåãåíåðàöèè èîíèòà (40 – 60 %) òðåáóåìîå êîëè÷åñòâî ñåðíîé êèñëîòû â
~10 ðàç ïðåâûøàåò ñòåõèîìåòðè÷åñêîå. Ïðè ðåãåíåðàöèè èîíèòà ðàñòâî-
ðàìè ñóëüôàòà íàòðèÿ óäåëüíûé ðàñõîä ðåàãåíòà åù¸ âûøå.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ ïî èçó÷åíèþ ñîðáöèè öèíêà èîíèòîì
ÔÈÁÀÍ Ê-3 (ρ = 0,3 ã/ñì3) è ðåãåíåðàöèè ýòîãî ñîðáåíòà 1Ì ðàñòâîðîì
ñóëüôàòà íàòðèÿ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 2. Â ýòèõ îïûòàõ óäàëîñü äåñîð-
áèðîâàòü âñåãî ëèøü ~ 65 % ñîðáèðîâàííîãî öèíêà; ïðè ýòîì îáú¸ì ýëþ-
åíòà îêàçàëñÿ ðàâåí ~ 30 îáú¸ìàì ðàáî÷åãî ñëîÿ (ðèñ. 2, à). Íî äàæå ïðè
òàêîé ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè èîíèòà êîëè÷åñòâî öèíêà, ñîðáèðîâàííîãî â
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 79
íîâîì öèêëå ñîðáöèè (ïðè Ñ/Ñ0 = 0,05), ïðèáëèæàåòñÿ ê ñîðáöèè öèíêà
äî ðåãåíåðàöèè (ðèñ. 2, á; òàáë. 2).
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100
Ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè, %
R
á
1
2
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14
V (â îáú¸ìàõ ðàáî÷åãî ñëîÿ )
Ñ Zn , ã/äì3
1
2
à
Ðèñ. 1. Ðåãåíåðàöèÿ èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4: à – 0,5Ì ðàñòâîðîì H2SO4 (1)
(ìàññà ñîðáèðîâàííîãî öèíêà – 320 ìã, ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè – 99,7%) è
1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4 (2) (ìàññà ñîðáèðîâàííîãî öèíêà – 452 ìã; ñòåïåíü
ðåãåíåðàöèè – 74,8%); á – çàâèñèìîñòü óäåëüíîãî ðàñõîäà ðåàãåíòîâ íà
ðåãåíåðàöèþ (R) îò ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè èîíèòà 1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4
(1) è 0,5Ì ðàñòâîðîì H2SO4 (2)
Ñåðü¸çíûì íåäîñòàòêîì ïðÿìîòî÷íîãî ðåæèìà ðåãåíåðàöèè, íàðÿäó
ñ áîëüøèì ïåðåðàñõîäîì ðåãåíåðèðóþùèõ àãåíòîâ, ÿâëÿåòñÿ òàêæå íèç-
êàÿ êîíöåíòðàöèÿ öèíêà â îáðàçóþùåìñÿ ðàñòâîðå. Ïîñëå ðåãåíåðàöèè
èîíèòîâ ñåðíîé êèñëîòîé ìàêñèìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ öèíêà â ðàñòâîðå
ñîñòàâëÿåò ~ 0,0765 ìîëü/äì3 (5 ã/äì3) Zn2+; ïîñëå ðåãåíåðàöèè ñóëüôà-
òîì íàòðèÿ – îò 0,015 äî 0,046 ìîëü/äì3 (1 – 3 ã/äì3) Zn2+ (â çàâèñèìîñòè
îò êîëè÷åñòâà ñîäåðæàùåãîñÿ â èîíèòå öèíêà). Ýòî çàòðóäíÿåò ïîâòîð-
íîå èñïîëüçîâàíèå îáðàçóþùåãîñÿ ïîñëå ðåãåíåðàöèè ðàñòâîðà â òåõíî-
ëîãè÷åñêîì ïðîöåññå. Ïîëó÷åííûå äàííûå âî ìíîãîì ñîãëàñóþòñÿ ñ òà-
80 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
êîâûìè, ïðèâåä¸ííûìè â [4] äëÿ ãðàíóëèðîâàííûõ êàðáîêñèëüíûõ èîíè-
òîâ. Âîçâðàò öèíêà â òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ áóäåò ðåíòàáåëåí ïðè êîí-
öåíòðàöèè öèíêà â ýëþàòå áîëåå âûñîêîé, ÷åì â îñàäèòåëüíîé âàííå, èñ-
ïîëüçóåìîé äëÿ ôîðìîâàíèÿ âèñêîçíîãî âîëîêíà (12 – 16 ã/äì3 ZnSO4 [5],
÷òî ñîîòâåòñòâóåò êîíöåíòðàöèè 0,073 – 0,10 ìîëü/äì3 Zn2+). Íåîáõîäèìî
òàêæå ó÷èòûâàòü, ÷òî ñîñòàâû îñàäèòåëüíûõ âàíí ðàçëè÷íûõ ïðîèçâîäñòâ
ìîãóò çàìåòíî îòëè÷àòüñÿ; ñóùåñòâóþò âèñêîçíûå ïðîèçâîäñòâà ñ êîí-
öåíòðàöèåé ñóëüôàòà öèíêà â îñàäèòåëüíîé âàííå 5 – 6,5 ã/äì3 [6], ò.å.
0,03 – 0,04 ìîëü/äì3 Zn2+. Ðåøàòü ïðîáëåìó óâåëè÷åíèÿ êîíöåíòðàöèè
èîíîâ öèíêà â ðàñòâîðå ïîñëå ðåãåíåðàöèè ïðåäëàãàåòñÿ [4] êîìáèíèðî-
âàíèåì èîíîîáìåííîãî ìåòîäà ñ ìåòîäîì ðåàãåíòíîé î÷èñòêè, íàïðèìåð
îáðàáîòêîé ðàñòâîðîì ñîäû ïîëó÷åííûõ ýëþàòîâ, ñîäåðæàùèõ öèíê â 8 –
10 ðàç áîëüøå, ÷åì ñòî÷íûå âîäû. Ðåçóëüòàò ýòîé îáðàáîòêè – îáðàçîâà-
íèå ìàëîðàñòâîðèìûõ êàðáîíàòîâ è îñíîâíûõ êàðáîíàòîâ öèíêà, ïðè
îáðàáîòêå êîòîðûõ êèñëîòàìè äîñòàòî÷íî ëåãêî ïîëó÷èòü êîíöåíòðèðî-
âàííûå ðàñòâîðû ñîëåé öèíêà.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 10 20 30
C Zn , ã/äì3
à
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 100 200 300
V (â îáú¸ìàõ ðàáî÷åãî ñëîÿ)
Ñ/Ñ 0
1
2á
Ðèñ. 2. Ðåãåíåðàöèÿ èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-3 (ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè – 65%)
1Ì ðàñòâîðîì Na2SO4 (à) è âûõîäíûå êðèâûå ñîðáöèè öèíêà ïðè pH 7 äî
(1) è ïîñëå (2) ðåãåíåðàöèè (á)
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 81
Î÷åâèäíî, ÷òî äîñòè÷ü âûñîêîé ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè êàðáîêñèëüíûõ èîíè-
òîâ â ðåæèìå öèðêóëÿöèè ìîæíî ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàñòâîðîâ êèñëîò â êà÷å-
ñòâå ðåãåíåðèðóþùèõ àãåíòîâ. Ïîïûòêè ðåãåíåðàöèè èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4 1Ì
ðàñòâîðîì Na2SO4, ñîäåðæàùèì Zn2+ â êîíöåíòðàöèè 0,23 – 0,31 ìîëü/äì3 (15 –
20 ã/äì3 Zn2+) ïðè pH 5,5 – 7, íå áûëè óñïåøíûìè: êîíöåíòðàöèÿ öèíêà ïîñëå
öèðêóëÿöèè ðàñòâîðà ÷åðåç ñëîé èîíèòà íå óâåëè÷èëàñü.
Òåîðåòè÷åñêè îáðàáîòêà êàðáîêñèëüíîãî èîíèòà êèñëûìè ðàñòâî-
ðàìè, ñîäåðæàùèìè öèíê, âñåãäà äîëæíà ïðèâîäèòü ê óâåëè÷åíèþ â
íèõ êîíöåíòðàöèè ïîñëåäíåãî; â ýòîì ñëó÷àå ìîæíî ìíîãîêðàòíî èñ-
ïîëüçîâàòü îäèí è òîò æå êèñëûé ðàñòâîð (ïðè óñëîâèè ñâîåâðåìåííîé
êîððåêöèè pH) äëÿ ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ. Íà ïðàêòèêå, îäíàêî, ñëåäóåò
ó÷èòûâàòü òîò ôàêò, ÷òî â ìåæâîëîêîííîì ïðîñòðàíñòâå ðàáî÷åãî ñëîÿ
ìîæåò ñîäåðæàòüñÿ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî æèäêîñòè, ÷òî áóäåò ñïî-
ñîáñòâîâàòü ðàçáàâëåíèþ îáðàçóþùèõñÿ ïîñëå ðåãåíåðàöèè ðàñòâîðîâ.
Èçìåðåíèå ìàññû âëàæíûõ èîíèòîâ ïåðåä ïðîâåäåíèåì ðåãåíåðàöèè
ïîêàçàëî, ÷òî íåçàâèñèìî îò ïðèðîäû âîëîêíà (ïðè ïëîòíîñòè óêëàäêè
~ 0,2 ã/ñì3) â ðàáî÷åì ñëîå ñîðáåíòà îñòà¸òñÿ 20 – 25 ñì3 æèäêîñòè. Íà-
ïðèìåð, â ñëîå èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4 (ïðè ïëîòíîñòè óêëàäêè 0,15 ã/ñì3)
îñòà¸òñÿ ~ 5 ñì3 ðàñòâîðà íà 1 ã âîëîêíà. Åñëè ñîäåðæàíèå öèíêà â
èîíèòå ïåðåä ðåãåíåðàöèåé ñîñòàâèò, íàïðèìåð, 50 ìã/ã, òî â êàæäîì
íîâîì öèêëå ðåãåíåðàöèè èç 1 ã ñîðáåíòà â ðåãåíåðèðóþùèé ðàñòâîð
áóäåò ïåðåõîäèòü 50 ìã öèíêà; â ðàáî÷åì ñëîå èîíèòà îñòàíåòñÿ 5 ñì3
ðåãåíåðèðóþùåãî ðàñòâîðà. Ïðè êîíöåíòðàöèè èîíîâ öèíêà â ðåãåíå-
ðèðóþùåì ðàñòâîðå, ðàâíîé ~ 10 ã/äì3 (0,15 ìîëü/äì3), êîëè÷åñòâî äå-
ñîðáèðîâàííîãî öèíêà áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü êîëè÷åñòâó öèíêà, îñòàâ-
øåãîñÿ â ðàáî÷åì ñëîå ñ ðåãåíåðèðóþùèì ðàñòâîðîì.  ñâÿçè ñ ýòèì
îäíèì èç âàæíåéøèõ ôàêòîðîâ ïîâûøåíèÿ êîíöåíòðàöèè öèíêà â ðà-
ñòâîðå ïîñëå ðåãåíåðàöèè ÿâëÿåòñÿ óäàëåíèå îñòàòêîâ æèäêîñòè (íà-
ïðèìåð, ïîä ïîíèæåííûì äàâëåíèåì) èç ñëîÿ èîíîîáìåííîãî âîëîêíà.
Ïðè èçó÷åíèè ðåãåíåðàöèè êàðáîêñèëüíûõ èîíèòîâ ðàñòâîðîì ñåð-
íîé êèñëîòû â ðåæèìå öèðêóëÿöèè èñïîëüçîâàëè èîíèò ÔÈÁÀÍ Ê-3,
äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñîðáöèè êîòîðîãî áîëåå ñòàáèëüíû â ìíî-
ãîöèêëîâîì ïðîöåññå ñîðáöèè – ðåãåíåðàöèè, ÷åì ó èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-4.
Êàê óæå îòìå÷àëîñü âûøå, îñíîâíàÿ ïðîáëåìà, êîòîðóþ ïðèõîäèòñÿ
ðåøàòü ïîñëå ðåãåíåðàöèè êàðáîêñèëüíûõ èîíèòîâ êèñëîòàìè, – ýòî ïå-
ðåâîä ìàòåðèàëà èç âîäîðîäíîé ôîðìû â ðàáî÷óþ (âîäîðîäíî-íàòðèåâóþ).
Äëÿ ïîäãîòîâêè ñîðáåíòà ïîñëå ñåðíîêèñëîòíîé ðåãåíåðàöèè ê íîâîìó
öèêëó ñîðáöèè èîíèò îáðàáàòûâàëè ñìåøàííûì ðàñòâîðîì Na2SO4 è
NaOH, êîòîðûé öèðêóëèðîâàë ïî çàìêíóòîìó êîíòóðó ÷åðåç ðàáî÷èé ñëîé.
Ýòîò ñìåøàííûé ðàñòâîð ãîòîâèëè, äîáàâëÿÿ ê 1Ì ðàñòâîðó Na2SO4
2Ì ðàñòâîð NaOH. Íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî äîáàâëÿåìîé ù¸ëî÷è ïîä-
82 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
áèðàëè ýêñïåðèìåíòàëüíî, ñ òåì ðàñ÷¸òîì, ÷òîáû ïîñëå ïåðåõîäà ñîð-
áåíòà ïðåèìóùåñòâåííî â íàòðèåâóþ ôîðìó çíà÷åíèå pH öèðêóëèðóþ-
ùåãî ðàñòâîðà íàõîäèëîñü â ïðåäåëàõ 7 – 9. Ïðè ýòîì èñêëþ÷àëàñü íåîá-
õîäèìîñòü îòìûâêè èîíèòà îò èçáûòêà ù¸ëî÷è.
Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ïðîâåäåíèÿ ñîðáöèè öèíêà è ðåãåíåðàöèè êàð-
áîêñèëüíûõ èîíèòîâ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.
Ðèñ. 3. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ïðîâåäåíèÿ ñîðáöèè öèíêà è ðåãåíåðàöèè
èîíèòà ñåðíîé êèñëîòîé â ðåæèìå öèðêóëÿöèè
Ïðè ïðîâåäåíèè ñîðáöèè ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé öèíê, ïðîêà÷èâàëñÿ
ñ ïîìîùüþ ïåðèñòàëüòè÷åñêîãî íàñîñà ÷åðåç èîíîîáìåííóþ êîëîíêó, ïðè
ýòîì áûëè îòêðûòû êðàíû 1 è 2, âñå îñòàëüíûå – çàêðûòû. Ïðè ïðîâåäå-
íèè öèêëà ðåãåíåðàöèè îòêðûòû êðàíû 3 è 4, âñå îñòàëüíûå – çàêðûòû.
×åðåç ñëîé èîíèòà öèðêóëèðîâàë ðàñòâîð ñåðíîé êèñëîòû. Ïî îêîí÷à-
íèè ðåãåíåðàöèè êèñëûé ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé öèíê, ñëèâàëñÿ èç ñîñóäà
öèêëà ðåãåíåðàöèè, à â ñîñóä ïîñòóïàë ðàñòâîð Na2SO4+NaOH, êîòîðûé,
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 83
êàê è ñåðíàÿ êèñëîòà, öèðêóëèðîâàë ñêâîçü ñëîé èîíèòà äî ïåðåõîäà ñîð-
áåíòà â íàòðèåâóþ ôîðìó, ïðè ýòîì pH äàííîãî ðàñòâîðà ïðèíèìàë çíà-
÷åíèå, áëèçêîå ê pH íåéòðàëüíîé ñðåäû. Îñòàòêè êèñëîãî ðàñòâîðà, ñî-
äåðæàùåãî öèíê, â ðàáî÷åì ñëîå èîíèòà è íà ñòåíêàõ ñîñóäîâ ñìåøèâàëèñü
ñ ùåëî÷íûì ðàñòâîðîì Na2SO4, è â íà÷àëå ïðîöåññà, êîãäà êîíöåíòðàöèÿ
ù¸ëî÷è âåëèêà, öèíê íàõîäèëñÿ â ðàñòâîð¸ííîì ñîñòîÿíèè â âèäå ãèäðî-
êñîêîìïëåêñîâ. Ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ âåëè÷èíû pH öèðêóëèðóþùåãî
ðàñòâîðà ê 7 íàáëþäàëîñü îáðàçîâàíèå ñóñïåíçèè ãèäðîêñèäà öèíêà, ÷à-
ñòèöû êîòîðîãî ñðàçó æå çàäåðæèâàëèñü èîíîîáìåííûì âîëîêíîì êàê
ôèëüòðîì. Ïðèñóòñòâèå íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà ãèäðîêñèäà öèíêà â ðà-
áî÷åì ñëîå èîíèòà íå îêàçûâàëî íèêàêîãî âëèÿíèÿ íà äèíàìèêó ñîðáöèè
â ñëåäóþùåì öèêëå. Zn(OH)2 óäàëÿëñÿ èç ðàáî÷åãî ñëîÿ ïðè îáðàáîòêå
ñîðáåíòà ñåðíîé êèñëîòîé â íîâîì öèêëå ðåãåíåðàöèè. Ïîñëå ïåðåâîäà
èîíèòà â ðàáî÷óþ ôîðìó ïåðåêðûâàëèñü êðàíû 3 è 4, à êðàíû 1 è 2 îò-
êðûâàëèñü, è íà÷èíàëñÿ íîâûé öèêë ñîðáöèè.
Îñîáåííîñòüþ òàêîé îðãàíèçàöèè ïðîöåññîâ ñîðáöèè – ðåãåíåðàöèè
ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî pH ðàñòâîðà Na2SO4 ïîñëå ïåðåâîäà èîíèòà â íàòðèåâóþ
ôîðìó ìîæíî ïîääåðæèâàòü íà óðîâíå ëþáîé âåëè÷èíû â èíòåðâàëå 7 –
9 (èëè äàæå â áîëåå øèðîêîì èíòåðâàëå pH). Íà ðèñ. 4 ïîêàçàíû âûõîä-
íûå êðèâûå ñîðáöèè öèíêà èîíèòîì, êîòîðûé ïîñëå ðåãåíåðàöèè ñåðíîé
êèñëîòîé áûë ïåðåâåä¸í â íàòðèåâóþ ôîðìó ïðè pH 7,5 (îäèí èç ïåðâûõ
öèêëîâ ñîðáöèè – ðåãåíåðàöèè) è pH 8,6 (îäèí èç ïîñëåäóþùèõ öèêëîâ).
Âèäíî, ÷òî çàùèòíîå äåéñòâèå èîíèòà, îáðàáîòàííîãî ðàñòâîðîì
Na2SO4 ïðè áîëüøåì çíà÷åíèè pH, âîçðîñëî. Äðóãîé íåìàëîâàæíîé îñî-
áåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ íåáîëüøîé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, íåîáõîäèìîãî äëÿ
ðåãåíåðàöèè èîíèòà ñåðíîé êèñëîòîé â ðåæèìå öèðêóëÿöèè (îêîëî 5 ìèí)
è ïåðåâîäà ìàòåðèàëà â ðàáî÷óþ ôîðìó (îêîëî 10 ìèí è äàæå ìåíüøå).
 ðÿäå îïûòîâ ïðåäëîæåííóþ âûøå ñõåìó ðåãåíåðàöèè âèäîèçìå-
íÿëè: ïðîöåññ ïðîâîäèëè â íåñêîëüêî ñòàäèé, ðåãåíåðèðóþùèé ðàñòâîð
ââîäèëè â öèêë ðåãåíåðàöèè îòäåëüíûìè ïîðöèÿìè, êîòîðûå íå ñìå-
øèâàëèñü äðóã ñ äðóãîì, èõ îáú¸ì íå ïðåâûøàë îáú¸ìà ðàáî÷åãî ñëîÿ
èîíèòà. Ýòè îòäåëüíûå ïîðöèè ðåãåíåðèðóþùåãî ðàñòâîðà ïðîõîäèëè
÷åðåç ñëîé ñîðáåíòà ëèáî â ðåæèìå öèðêóëÿöèè (îáû÷íî íà ïåðâîé ñòà-
äèè ðåãåíåðàöèè), ëèáî â èìïóëüñíîì ðåæèìå, ïðè êîòîðîì íåáîëüøîé
îáú¸ì ðåãåíåðèðóþùåãî ðàñòâîðà ïðîïóñêàëè ÷åðåç ñëîé èîíèòà ñ âû-
ñîêîé ñêîðîñòüþ, âûìûâàÿ îñòàòêè äåñîðáèðîâàííîãî öèíêà èç ïîð
âîëîêíà. Òàêîé ðåæèì îáû÷íî ïðèìåíÿëè íà âòîðîé è òðåòüåé ñòàäèÿõ
ðåãåíåðàöèè. Êîíöåíòðèðîâàííûå ôðàêöèè, ñîäåðæàùèå öèíê, â ïðî-
èçâîäñòâåííûõ óñëîâèÿõ ïðåäïîëàãàåòñÿ íàïðàâëÿòü íà óòèëèçàöèþ,
ðàçáàâëåííûå – èñïîëüçîâàòü (ïîñëå êîððåêòèðîâêè pH) êàê ðåãåíåðèðó-
þùèå ðàñòâîðû â ñëåäóþùåì öèêëå ðåãåíåðàöèè.
84 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 100 200 300
V (â îáú¸ìàõ ðàáî÷åãî ñëîÿ)
Ñ/Ñ 0
2
1
Ðèñ. 4. Âûõîäíûå êðèâûå ñîðáöèè öèíêà èîíèòîì ÔÈÁÀÍ Ê-3 ïîñëå
ðåãåíåðàöèè ñåðíîé êèñëîòîé è ïðèâåäåíèÿ â ðàâíîâåñèå ñ 1M ðàñòâîðîì
Na2SO4 ïðè pH 7,5 (1) è 8,6 (2)
Ïðè ðåãåíåðàöèè èîíèòà íåáîëüøèìè îáú¸ìàìè ðåãåíåðèðóþùåãî
ðàñòâîðà (ìåíüøå îáú¸ìà ðàáî÷åãî ñëîÿ) â ìåæâîëîêîííîå ïðîñòðàíñòâî
ðàáî÷åãî ñëîÿ ïîïàäàë âîçäóõ, îäíàêî íèêàêîãî óõóäøåíèÿ äèíàìèêè
ñîðáöèè â ñëåäóþùåì öèêëå íå íàáëþäàëîñü. Íåêîòîðûå èç ïîëó÷åííûõ
ðåçóëüòàòîâ ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 3.
Ýêñïåðèìåíòû ñ äðóãèìè âîëîêíèñòûìè êàðáîêñèëüíûìè èîíèòàìè
(ÔÈÁÀÍ Ê-5 è ÔÈÁÀÍ Õ-1) íå âûÿâèëè êàêèõ-òî ïðèíöèïèàëüíûõ îñî-
áåííîñòåé, ó÷¸ò êîòîðûõ áûë áû íåîáõîäèì ïðè ïðîâåäåíèè ðåãåíåðà-
öèè: êîíöåíòðàöèÿ öèíêà â ðàñòâîðå ïîñëå ðåãåíåðàöèè çàâèñèò íå îò
òèïà ñëàáîêèñëîòíîãî èîíèòà, à îò êîëè÷åñòâà ñîðáèðîâàííîãî öèíêà è
óñëîâèé ïðîâåäåíèÿ ðåæèìà ðåãåíåðàöèè (íàïðèìåð, îáú¸ìà ðåãåíåðè-
ðóþùåãî ðàñòâîðà).
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 85
Òàáëèöà 3. Ðåçóëüòàòû ðåãåíåðàöèè èîíèòà ÔÈÁÀÍ Ê-3 1Ì ðàñòâîðîì
ñåðíîé êèñëîòû (îáú¸ì ðàñòâîðà H2SO4 – 30 ñì3 íà êàæäîé ñòàäèè
ðåãåíåðàöèè)
Êîíöåíòðàöèÿ
Zn2+ ïîñëå
ðåãåíåðàöèè
Ìàññà
öèíêà,
ñîðáèðî-
âàííîãî
èîíèòîì, ìã
Íîìåð ñòàäèè ðåãåíåðàöèè,
îñîáåííîñòè å¸ ïðîâåäåíèÿ
ìîëü/äì3 ã/äì3
Ìàññà
äåñîðáèðî-
âàííîãî
öèíêà, ìã
Ñòåïåíü
ðåãåíå-
ðàöèè
èîíèòà,
%
1 (Öèðêóëÿöèÿ) 0,205 13,4 402 51,5
2 (Òî æå) 0,106 6,9 207 78,1 780
3 " – " 0,057 3,7 111 92,3
1 (Öèðêóëÿöèÿ) 0,225 14,7 441 43,5
2 (Èìïóëüñíàÿ ïðîìûâêà) 0,182 11,9 357 78,8
3 (Òî æå) 0,086 5,6 168 95,4 1013
4 " – " 0,015 1,0 30 98,3
Íà îñíîâàíèè èçëîæåííîãî ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî íåçàâèñèìî îò
ïðèðîäû ðåãåíåðèðóþùåãî àãåíòà, ïðè ðåãåíåðàöèè âîëîêíèñòûõ êàð-
áîêñèëüíûõ èîíèòîâ â ðåæèìå íåïðåðûâíîãî ïðÿìîòî÷íîãî ýëþèðîâà-
íèÿ, îáðàçóþòñÿ íèçêîêîíöåíòðèðîâàííûå ðàñòâîðû, ñîäåðæàùèå öèíê,
óòèëèçàöèÿ êîòîðûõ çàòðóäíåíà. Ïðåäïî÷òèòåëüíûì äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðå-
ãåíåðàöèè êàðáîêñèëüíûõ èîíîîáìåííûõ ìàòåðèàëîâ ÿâëÿåòñÿ ýëþèðî-
âàíèå ñîðáåíòà íåáîëüøèì êîëè÷åñòâîì ðàñòâîðà ñåðíîé êèñëîòû â ðå-
æèìå öèðêóëÿöèè. Îáðàáîòêà èîíèòà â H+-ôîðìå ñìåøàííûì ðàñòâîðîì
Na2SO4 è NaOH â ðåæèìå öèðêóëÿöèè ïîçâîëÿåò áûñòðî ïåðåâåñòè ñîð-
áåíò â ðàáî÷óþ ôîðìó.
Ðåçþìå. Äîñë³äæåíî ïðîöåñè ðåãåíåðàö³¿ â³ä öèíêó âîëîêíèñòèõ êàð-
áîêñèëüíèõ ³îí³ò³â Ô²ÁÀÍ ðîç÷èíàìè ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè ³ ñóëüôàòó íà-
òð³þ. Ïîêàçàíî, ùî ðåæèì ïðÿìîòî÷íîãî áåçóïèííîãî åëþ³ðóâàííÿ ³îí³-
òó ðîç÷èíîì, ùî ðåãåíåðóº, íåäîñòàòíüî ïåðñïåêòèâíèé. Ïðîïîíóºòüñÿ
ïðîâîäèòè ðåãåíåðàö³þ ðîç÷èíîì ñ³ð÷àíî¿ êèñëîòè, ùî öèðêóëþº êð³çü
øàð ñîðáåíòó. Äëÿ ï³äãîòîâêè ³îí³òó äî íîâîãî öèêëó ñîðáö³¿ ðåêîìåí-
äóºòüñÿ îáðîáêà ìàòåð³àëó çì³øàíèì ðîç÷èíîì ãèäðîêñèäó íàòð³þ ³ ñóëü-
ôàòó íàòð³þ.
86 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
V.A. Ogorodnikov, V.S. Soldatov, A.A. Shunkevich
REGENERATION OF FIBROUS CARBOXYLIC ACID
ION-EXCHANGERS OF FIBAN-TYPE IN PROCESSES
OF WATER PURIFICATION FROM ZINC
Summary
Regeneration of carboxylic acid ion-exchangers of FIBAN-type from zinc
with the solutions of sulfuric acid and sodium sulfate was studied. It was shown
that regeneration in direct-flow solution regime is not perspective. The process
of regeneration of the ion-exchangers with sulfuric acid solution circulating
through the sorbent layer is proposed. To prepare the ion-exchangers after
regeneration for a new sorption cycle they are treated with mixed solution of
sodium hydroxide and sodium sulfate.
1. Îãîðîäíèêîâ Â.À., Ñîëäàòîâ Â.Ñ., Øóíêåâè÷ À.À. // Âåñöi ÍÀÍ
Áåëàðóñi, Ñåð. õiì. íàâóê. – 2000. – ¹ 1. – C. 116 – 119.
2. Îãîðîäíèêîâ Â.À., Ñîëäàòîâ Â.Ñ., Øóíêåâè÷ À.À. è äð. // Òàì æå. –
2000. – ¹ 3. – Ñ. 23 – 27.
3. Soldatov V.S. //React. and Funct. Polym. – 1998. – 38. – P. 73 – 112.
4. Ôèøìàí Ã.È., Ëèòâàê À.À. Âîäîñíàáæåíèå è î÷èñòêà ñòî÷íûõ âîä
ïðåäïðèÿòèé õèìè÷åñêèõ âîëîêîí. – Ì.: Õèìèÿ, 1971. – 160 ñ.
5. Çàçóëèíà Ç.À., Äðóæèíèíà Ò.Â., Êîíêèí À.À. Îñíîâû òåõíîëîãèè
õèìè÷åñêèõ âîëîêîí. – Ì.: Õèìèÿ, 1985. – 304 ñ.
6. Ðîìàíîâà Ò.À., Âåøíÿêîâà Å.Â., Êà÷àëêîâà Å.Â. // Õèì. âîëîêíà. –
1984. – ¹ 6. – Ñ. 9 – 10.
Ãîñ. íàó÷. ó÷ðåæäåíèå
"Èí-ò ôèç.-îðãàí. õèìèè
ÍÀÍ Áåëàðóñè", ã. Ìèíñê;
Ãîñ. óí-ò ïðîäîâîëüñòâèÿ,
ã. Ìîãèë¸â, Áåëàðóñü;
Òåõí. óí-ò, ã. Ëþáëèí, Ïîëüøà Ïîñòóïèëà 12.12.2005
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5498 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T12:38:23Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Огородников, В.А. Солдатов, В.С. Шункевич, А.А. 2010-01-22T13:59:20Z 2010-01-22T13:59:20Z 2007 Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка / В.А. Огородников, В.С. Солдатов, А.А. Шункевич // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 75-86. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5498 546.47:66.08.628.16 Исследованы процессы регенерации от цинка волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН растворами серной кислоты и сульфата натрия. Показано, что режим прямоточного непрерывного элюирования ионита регенерирующимраствором недостаточно перспективен. Предлагается проводить регенерацию раствором серной кислоты, циркулирующим сквозь слой сорбента. Для подготовки ионита к новому циклу сорбции рекомендуется обработка материала смешанным раствором гидроксида натрия и сульфата натрия. Досліджено процеси регенерації від цинку волокнистих карбоксильних іонітів ФІБАН розчинами сірчаної кислоти і сульфату натрію. Показано, що режим прямоточного безупинного елюірування іоніту розчином, що регенерує, недостатньо перспективний. Пропонується проводити регенерацію розчином сірчаної кислоти, що циркулює крізьшар сорбенту. Для підготовки іоніту до нового циклу сорбції рекомендується обробка матеріалу змішаним розчином гидроксиду натрію і сульфату натрію. Regeneration of carboxylic acid ionexchangers of FIBAN-type from zinc with the solutions of sulfuric acid and sodium sulfate was studied. It was shown that regeneration in direct-flow solution regime is not perspective. The process of regeneration of the ion-exchangers with sulfuric acid solution circulating through the sorbent layer is proposed. To prepare the ion-exchangers after regeneration for a new sorption cycle they are treated with mixed solution of sodium hydroxide and sodium sulfate. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Технология водоподготовки и деминерализация вод Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка Regeneration of fibrous carboxylic acid ion-exchangers of fiban-type in processes of water purification from zinc Article published earlier |
| spellingShingle | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка Огородников, В.А. Солдатов, В.С. Шункевич, А.А. Технология водоподготовки и деминерализация вод |
| title | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка |
| title_alt | Regeneration of fibrous carboxylic acid ion-exchangers of fiban-type in processes of water purification from zinc |
| title_full | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка |
| title_fullStr | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка |
| title_full_unstemmed | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка |
| title_short | Регенерация волокнистых карбоксильных ионитов ФИБАН в процессах очистки воды от цинка |
| title_sort | регенерация волокнистых карбоксильных ионитов фибан в процессах очистки воды от цинка |
| topic | Технология водоподготовки и деминерализация вод |
| topic_facet | Технология водоподготовки и деминерализация вод |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5498 |
| work_keys_str_mv | AT ogorodnikovva regeneraciâvoloknistyhkarboksilʹnyhionitovfibanvprocessahočistkivodyotcinka AT soldatovvs regeneraciâvoloknistyhkarboksilʹnyhionitovfibanvprocessahočistkivodyotcinka AT šunkevičaa regeneraciâvoloknistyhkarboksilʹnyhionitovfibanvprocessahočistkivodyotcinka AT ogorodnikovva regenerationoffibrouscarboxylicacidionexchangersoffibantypeinprocessesofwaterpurificationfromzinc AT soldatovvs regenerationoffibrouscarboxylicacidionexchangersoffibantypeinprocessesofwaterpurificationfromzinc AT šunkevičaa regenerationoffibrouscarboxylicacidionexchangersoffibantypeinprocessesofwaterpurificationfromzinc |