катионит ку 2 8 что это такое

Катионит КУ-2-8 — эффективный материал для очистки воды

Катионит КУ-2-8 — органическое вещество, ионообменная смола. Выпускаются разные виды катионита, в соответствие с ГОСТом или по ТУ.

Катионит изготавливается в процессе производства сополимера стирола-дивинилбензола. Представляет собой нерастворимую в воде матрицу из высокомолекулярного и многофункционального полимера, в состав которого входят кислотные сульфогруппы, способные к ионному обмену.

Свойства

Внешне это небольшие гелевые микропористые гранулы сферической формы, цвет может варьироваться от бледно-желтого до коричневого. Гранулы набухают в воде, но не растворяются в ней, их размер может варьироваться от 0,3 мм до 1,25 мм. Такой размер обеспечивает материалу большую эффективную поверхность взаимодействия со средой. Полимер, на основе которого выполняются катиониты КУ-2-8, пожаро- и взрывобезопасен, абсолютно не токсичен и безопасен для человека, в том числе при прямом контакте с кожей.

Катионит КУ-2-8 — химически стойкое вещество, не растворяющееся и не разрушающееся при взаимодействии с неорганическими кислотами и щелочами, органическими растворителями. Гранулы выдерживают высокие механические и температурные нагрузки, отличаются износостойкостью.

Натрий хлористый Соль «Экстра» «Славянская»	Катионит КУ 2-8 чС

Катиониты делятся на слабокислотные и сильнокислотные. Первые способны к ионному обмену при уровне рН более 7 (в щелочной среде). Сильнокислотные более универсальны, их можно применять при кислотности среды от 2 до 14. Наиболее популярные катиониты, это КУ-2-8 Na+ (натриевый катионит), КУ-2-8 H+ и КУ-2-8 ЧС (водородные катиониты), относятся к сильнокислотным.

Суть процесса ионного обмена

При пропускании жидкой среды через ионообменную смолу в ней происходит реакция ионного обмена: ионы магния, кальция или другие, которые требуется забрать из среды, заменяют в матрице полимера ионы натрия или водорода (зависит от типа катионита). А освобожденные ионы Na+или H+ высвобождаются в жидкую среду.

Через некоторое время, когда очистительные качества материала начинает падать, катионит проходит простую процедуру регенерации. Его помещают в раствор специализированного реагента (например, в раствор поваренной соли для натриевого катионита), благодаря чему нужные ионы опять занимают место в матрице полимера, восстанавливая его свойства. Такую процедуру регенерации можно проводить многократно.

Хранение и транспортировка

Катиониты типа КУ-2-8 хранят в заводской упаковке в виде набухших гранул в увлажненной среде. Это могут быть пластиковые мешки, бидоны или канистры. Хранят и перевозят их при температуре не ниже +2 °С. Замораживание не влияет на свойства смол, но перед использованием их следует разморозить и выдержать 2-4 суток при t от +10 до +20 °С.

Достоинства катионита КУ-2-8

• Недорогой, доступный, но эффективный материал для очистки воды.
• Может использоваться в любых масштабах, на производствах или для ручной очистки, например, воды из скважины.
• Процесс регенерации прост и не требует дорогих реактивов.
• Срок эксплуатации катионита при регулярной регенерации составляет не менее 8 лет.
• Технология очистки с помощью катионитов типа КУ-2-8 характеризуется высокой производительностью, экономичностью и простотой использования.
• Выпускается несколько видов катионитов для различных задач.
• Процесс очистки не изменяет уровень рН среды.
• Материал обеспечивает высокую эффективную поверхность, равномерную структуру рабочего слоя, умеренное сопротивление потоку воды.
• Подходит для работы в широком диапазоне уровней кислотности среды.

Применение

• В водоподготовке для снижения жесткости воды для различных целей, для удаления из воды примесей.
• Для очистки сточных и промышленных вод; для регенерации электролитов после гальванирования.
• Для смягчения воды для электростанций (тепловых и атомных), котельных.
• В металлургии для выделения и концентрирования металлов.
• В химпроме для выделения определенных соединений из их растворов; для разделения и очистки соединений; в качестве катализатора в орг. синтезах.
• В сельском хозяйстве — для выделения биологически активных веществ из сырья.
• Водородный катионит КУ-2-8 ЧС производится для глубокой очистки воды, получения реактивов высокой чистоты для пищепрома, медицины и фармацевтики.
• Для аквариумистики (очистка воды).

Источник

Катионит КУ 2 8, описание и технические характеристики

Засыпки этой категории с успехом применяют в системах защиты от накипи. С их помощью извлекают соединения кальция и магния из потока жидкости. Технология отличается высокой производительностью, хорошими экономическими и техническими характеристиками.

Вместо Purolite и других импортных аналогов частные и коммерческие пользователи используют отечественную смолу ионообменную катионит КУ 2 8. При разумной цене он вполне соответствует современным стандартам. Правильная эксплуатация поможет сократить текущие издержки при сохранении качественного удаления вредных примесей.

Почему необходимо использовать ионообменную смолу?

Для точной формулировки требований к технологии надо уточнить желаемый результат. По действующим санитарным нормам рекомендуется применение воды с высокой жесткостью. Большее значение ощутимо на вкус, поэтому такая жидкость не подходит для питья и приготовления вкусной пищи. Слишком маленькое содержание способно нарушить функционирование организма, который не будет получать полезные микроэлементы.

Второй вопрос решается сравнительно просто. Системы обратного осмоса и другие системы финишной очистки дополняют специализированными блоками – минерализаторами. Необходимую коррекцию можно сделать с помощью биологически активных добавок, минеральных комплексов, изменения рациона питания.

Однако даже низкий уровень содержания вредных примесей не подходит для подключения водогрейных котлов, компонентов систем отопления.

Видео. Описание Катионита КУ 2 8

Катионирование с применением ионообменной смолы катионита КУ 2 8 na форма в качестве действующего вещества для обмена позволяет получить 0,04-0,12 мг-экв/литр после одного цикла обработки. Двукратное использование смолы ионообменной катионита КУ 2 8 ЧС обеспечивает обезжелезивание воды из скважины и снижение жесткости до 0,01-0,025 мг-экв/литр. Такая подготовка – действительно надежная защита от накипи, которая неоднократно окупиться в процессе эксплуатации.

Описание

Смола ионообменная катионит КУ 2 8 na форма создан из специальных смол в виде гранул, которые используют для формирования рабочего слоя. Кальциевые и магниевые компоненты задерживаются через катионит lewatit или его аналог, который можно купить практически везде.

При исчерпании накопительной емкости гранулы промывают проточной водой для вымывания механических примесей. Далее с помощью регенерационного раствора натриевой соли восстанавливают утраченные функции. На заключительной стадии применяют еще одну технологическую промывку. Перечисленные действия можно выполнять вручную. Современные комплекты оборудования для увеличения технических характеристик, а также снижения нагрузки на пользователей оснащают управляющей автоматикой и электромагнитными клапанами.

Буквой «R» обозначена матрица смолы ионообменной катионита КУ 2 8 ГОСТ 20298 74, которая не является растворимой. В ходе рабочего процесса происходит обмен ионов магния и кальция на частицы натрия с аналогичным положительным зарядом.

Необходимо отметить несколько ключевых особенностей натрий катионита:

Чтобы катионит КУ 2 8 н форма полноценно выполнял свои функции специалисты советуют снижать цветность до 25-30 град и менее, поддерживать уровень механических примесей до 6-8 мг на литр жидкости. Для выполнения этих условий делают лабораторный анализ. Полученные технические характеристики используют для определения состава предварительных ступеней фильтрации.

Основные рабочие операции с использованием катионита КУ 2 8 na форма выполняют с учетом следующих рекомендаций:

Скорость обработки, в м/ч

Приблизительное время, мин

Уменьшение уровня жесткости с применением натрий-катионирования

Устанавливают экспериментальным путем с учетом реальных показателей первичной загрязненности, производительности, иных значимых факторов

Взрыхление рабочего слоя для формирования равномерной структуры подачей потока воды в обратном направлении

От 7 до 9 литров в секунду на м кв.

Восстановление функциональных свойств катионита КУ 2 8 раствором солей натрия

Финишная промывка водой, содержащей примеси кальция и магния

После, воду направляют непосредственно потребителям, либо в накопительную емкость. Для создания необходимого напора применяют насосное оборудование соответствующей производительности. Образованные хлоридные соединения отличаются хорошей растворимостью. Их удаляют в дренаж финишной промывкой.

Особенности катионита КУ 2 8 na формы

Для эффективного воспроизведения данной технологи надо решить несколько задач. Сначала устанавливают необходимую производительность с учетом реальных потребностей. В бытовом объекте недвижимости складывают расход из максимального количества одновременно открытых кранов, добавляют соответствующие параметры стиральных машин и другой подключенной техники.

Необходимо узнать величину общей жесткости. Для повышения точности лучше сделать анализ в специализированной лаборатории. Развернутый отчет позволит выяснить состав механических и других вредных примесей, которые придется задержать предварительной фильтрацией.

Вычислить обменную емкость можно по формуле ОЕ=КР*КС*ПЕ-0,5*УР*ОЖ, где:

Основной расчет начинают с уточнения параметров второй ступени, на которую поступит обработанная вода с жесткостью, сниженной до определенного уровня. По формулам или с помощью стандартных сведений из таблиц устанавливают следующие параметры катионита КУ 2 8 натриевый (отдельно для каждой ступени):

В основном цикле жидкость подают в бак с засыпкой через горловину. Постепенно верхние слои катионита КУ 2 8 na форма истощаются, действенная зона перемещается ниже. На определенном уровне часть примесей проходит через натрий катионитовый фильтр, причем жесткость на выходе увеличивается очень быстро. Точный расчет этой ситуации невозможен, так как существенное влияние оказывает действительный состав загрязнений на входе. Он подвержен сезонным и другим изменениям даже при заборе жидкости из глубокой артезианской скважины.

Следующей проблемой является вредное воздействие избыточных ионов в циклах умягчения/восстановления смолы ионообменной катионита КУ 2 8 na формы соответственно. Увеличение концентрации таких примесей замедляет необходимые реакции. Особые сложности возникают при высоком начальном уровне жесткости (более 18-20 мг-экв/литр).

Для минимизации отмеченных влияний увеличивают концентрацию поваренной соли в ходе восстановления ионообменной смолы катионита 1 сорт, производитель в России, а именно в Москве дает гарантию на результат. Также применяют разные направления основного умягчения и промывки. Используют двухступенчатые технологии, которые последовательно уменьшают жесткость до запланированных значений.

Технические характеристики катионита КУ 2 8 ГОСТ 20298 74

Этот наполнитель для промышленных и бытовых установок создают в форме круглых гранул с диаметром 0,3-1,35 мм. Такие размеры обеспечивают достаточно большую рабочую площадь, равномерную структуру слоя, разумное сопротивление потоку воды в образованных каналах.

Катионит КУ 2 8 ГОСТ 20298 74 изготовлен из синтетических материалов. Он относится к группе сильнокислотных засыпок. Чтобы сохранять плановую эффективность его используют при водородном показателе в диапазоне от 2 до 14 pH. Основное предназначение – подготовка технической воды по хорошей цене. Технические характеристики и параметры типовых изделий этой категории, которые выпускает отечественная промышленность, приведены в сводной таблице:

Источник

Катионит ку 2 8 что это такое

Цветные металлы играют исключительно важную роль в жизни современного человека. Спрос на цветные металлы имеет устойчивую тенденцию к возрастанию. Эти металлы широко используют в производстве сталей и сплавов. Никель применяют при легировании сталей, для достижения улучшенных прочностных и жаропрочностных характеристик. Никель и кобальт являются важными стратегическими металлами. Медь нашла широкое применение в энергетической промышленности благодаря высоким показателям тепло- и электропроводности. Запасы никеля сосредоточены в основном в латеритных и сульфидных рудах. В сульфидных рудах наряду с никелем содержатся медь и кобальт. Россия занимает четвертое место в мире по запасам никеля. Переработка кобальт-медно-никелевых руд ведется пирометаллургическими и гидрометаллургическими методами. При этом важная роль отводится полноте извлечения металлов из рудного и техногенного сырья в готовые продукты и сохранению экологии в районах горно-перерабатывающих предприятий. В настоящий момент вопрос загрязнения биосферы в районах металлургических предприятий остается не решенным. Современная металлургия стремится к превращению производства цветных металлов в безотходное или малоотходное.

Гидрометаллургические способы имеют существенное значение в совершенствовании методов производства цветных металлов на современном уровне развития технологии. Эффективность и область применения гидрометаллургических процессов постоянно возрастают. Это заметно по разработке и внедрению в последние годы новых сорбционных методов извлечения, удаления, концентрирования и разделения металлов и их соединений, процессов осаждения и выделения металлов из растворов. В результате процессов выщелачивания формируются растворы различного состава: продуктивные растворы, промывные растворы и сточные воды. Концентрация металлов в растворах колеблется в широких пределах [1–3].

Ионный обмен широко применяется в технологии химического разделения, извлечения, удаления, концентрирования ионов цветных металлов. Это связано с распространением методов, использующих различные ионообменные смолы, которые незаменимы во многих областях химической промышленности. Можно извлекать и обогащать тяжелые, благородные и редкие металлы [4; 5] из сложных технологических растворов с высоким выходом при использовании ионообменных сорбентов.

Для разделения, выделения и удаления цветных металлов из растворов различного состава перспективной представляется сорбция с использованием сильнокислотного сульфокатионита КУ-2-8 и его зарубежных аналогов. Однако процесс сорбции ионов цветных металлов катионитом КУ-2-8 из многокомпонентных растворов остается недостаточно изученным.

Целью настоящей работы является обобщение данных, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе, по сорбции цветных металлов сульфокатионитом КУ-2-8 и его аналогами.

Сульфокатиониты производят во многих странах: Германии, Англии, США, Италии, Венгрии, Китае и др. В России производят катионит КУ-2-8. Сульфокатиониты разных производителей имеют практически одинаковую статическую обменную емкость (СОЕ), однако динамическая обменная емкость (ДОЕ) у отдельных их марок может различаться до 100 мг-экв/см3. В таблице представлена сравнительная характеристика сильнокислотного сульфокатионита КУ-2-8 и некоторых его зарубежных аналогов.

Характеристика сильнокислотных сульфокатионитов [6; 7]

Статическая обменная емкость, ммоль-экв/см3, не менее

Динамическая обменная емкость, моль-экв/м3, не менее

Максимальная рабочая температура (tºmax), ºC

Катионит Amberlite IR-120

Катионит Amberjet 1200

Катионит Dowex HCR-S/S

Катионит Dowex Мarathon C

Катионит Lewatit S-100 (Lewatit Monoplus S-100)

Катионит Purolite С-100

Большое количество публикаций посвящено очистке сточных и промывных вод предприятий, в которых цветные металлы присутствуют в концентрациях, многократно превышающих значения ПДК. Первостепенная роль здесь принадлежит сорбционным методам. Катионит КУ-2-8 используют в двух формах: в водородной (Н+-форме) и натриевой (Na+-форме). Сорбцию проводят из сульфатных [8; 9], хлоридных [10], фосфатных [11], аммиакатных [12] и других растворов. Описаны [13] процессы сорбции и десорбции ионов Cu2+, Zn2+ и Ni2+ на катионите КУ-2-8 в Н+-форме из сульфатных модельных растворов, которые имитируют сточные и промывные воды металлообрабатывающих предприятий. Наибольшее значение общей обменной динамической емкости ионообменника было достигнуто при пропускании через сорбционную колонну модельных растворов концентрацией 0,02 н и составило в среднем 2140 мг-экв/дм3. Наиболее эффективной оказалась десорбция ионов тяжелых металлов 10 %-ной серной кислотой. После проведения исследований была предложена технологическая схема очистки промывной воды от ионов тяжелых металлов, в том числе меди, цинка и никеля.

В работе [14] авторы изучали адсорбцию ионов тяжелых металлов (Cu2+, Cd2+, Pb2+) из водных растворов (исследуемые концентрации 0,1–1,0 М) при разных температурах (293–323 К) на сорбентах KБ-4, KУ-1, KУ-2-8, Amberlite, сульфоугле и целлюлозе. Авторы сделали вывод о достаточно высоких сорбционных достоинствах катионитов, благодаря найденным значениям сорбционной емкости по ионам Cu2+, Cd2+ и Pb2+.

Alyüz и Veli [15] исследовали кинетику и равновесие ионного обмена для удаления никеля и цинка из водного раствора с использованием смолы Dowex HCR S/S, являющейся сульфокатионитом. Было установлено, что удаление катионов Ni2+ и Zn2+ хорошо согласуется с кинетикой реакции второго порядка. Проведена сравнительная характеристика удаления меди из водных растворов сильными сульфокатионитными смолами Dowex HCR S/S и Dowex Marathon C. Были рассмотрены такие параметры, как время контакта катионит–раствор, масса катионита, концентрация меди в растворе, pH. Результаты показали, что изотермы в координатах уравнений Фрейндлиха и Ленгмюра являются линейными. Полученная из изотермы адсорбции Ленгмюра константа равновесия меди была рассчитана как 1,81 для Dowex HCR S/S и 4,71 для Dowex Marathon C. Были представлены коэффициенты разделения и коэффициенты распределения меди для Dowex HCR S/S и Dowex Marathon C.

Концентрирование ионов меди (II) из раствора сульфата меди (II), концентрацией меди в нем 25 мкмоль/дм3 проведено на колонке с катионитом КУ-2-8 в динамическом режиме [16]. В качестве регенерирующих растворов рассматривались 5 %-ные растворы серной и соляной кислот. Авторы установили, что такой способ регенерации может быть перспективен для отделения меди, а не для получения более концентрированного раствора, чем исходный. Регенерация колонок происходит со 100 %-ным выходом ионов меди (II).

Использование катионообменной смолы Amberlite IR-120, аналога КУ-2-8, для извлечения меди из сульфатного раствора, содержащего 0,3–0,7 мг/мл меди, показало практически полное 99,99 % извлечение. Установлено, что механизм адсорбции меди следует изотерме Ленгмюра и соответствует кинетике второго порядка [17]. Адсорбционная способность катионообменной смолы Amberlite IR-120 по отношению к ионам Ni (II) из модельного раствора, содержащего 440 мг/л никеля, рассчитанная по модели Ленгмюра, составила 49,75 мг/г [18]. Необходимым условием явилось поддержание значений pH, при которых не происходит химического осаждения гидроксида никеля Ni(OH)2. При этом подчеркивается, что сорбция ионов Ni (II) на смоле является сложной и включает более одного механизма. При выявлении сродства ионов металлов к Н+-форме ионита Amberlite IR-120 установлено, что ряд имеет вид: Cu2+ > Zn2+ > Cd2+ > H+. Таким образом, Amberlite IR-120 имеет большой потенциал для удаления тяжелых металлов из промышленных сточных вод или шламов, содержащих тяжелые металлы.

Другим аналогом катионита КУ-2-8 является Purolite C-100. Было установлено [19] адсорбционное поведение его по отношению к Ce (IV), Fe (III) и Pb (II), содержащимся в загрязненных сточных водах. Авторами было подтверждено, что явления адсорбции зависят от плотности заряда и диаметра гидратированного иона. Согласно исследованиям равновесия, последовательность ионов металлов может быть представлена как: Ce (IV) > Fe (III) > Pb (II).

Еще одним аналогом катионообменной смолы КУ-2-8 является сильнокислотная катионообменная смола Lewatit S-100 (Lewatit Monoplus S-100) производства Германии. Извлечение ионов Cs+ и Co2+ из индивидуальных и смешанных водных хлоридных растворов в динамических условиях этой смолой представлено в работе [10]. Результаты показали, что цезий и кобальт могут быть эффективно удалены с помощью Lewatit S100 в диапазоне pH = 4–7. Показано, что большее сродство смола проявляет к Cs+, чем Co2+. Это может быть связано с меньшим радиусом гидратированных ионов Cs+, чем Co2+. Лучшие результаты были получены при глубине слоя 3 см при скорости потока 3 мл/мин как для Cs+, так и для Co2+.

В литературе имеются немногочисленные сведения по применению сульфокатионитов для сорбции цветных металлов из аммиакатных растворов. Например, изучена сорбция меди из нейтральных и щелочных аммиаксодержащих растворов и промывных вод композиционным сорбентом Dowex Maraton C–гидроксид железа [12]. Образование устойчивых комплексов меди с аммиаком позволяет проводить сорбцию при рH = 10,2. Динамическая обменная емкость композиционного сорбента в 2,5–3,0 раза превышает аналогичные значения для Dowex Maraton C в Na+-форме в контрольных опытах. Десорбцию меди с композиционного сорбента проводили 10 %-ной серной кислотой. Полнота десорбции составила 96–98 %. Полученные результаты могут быть использованы для разработки эффективных технологических схем сорбционной очистки от меди различных медьсодержащих сточных вод, рH которых находится в диапазоне 5,0–11,0.

Извлечение из промывных вод гальванических производств ионов цинка и кадмия представлено в работе [20]. Экспериментально установлено, что адсорбция ионов цинка и кадмия на сульфокатионите КУ-2-8 значительно выше, чем на карбоксильном катионите КБ-4. Емкость КУ-2-8 равна 4,5–5 мг-экв/г. Катионит КУ-2-8 имеет наиболее выгодное взаимное расположение и расстояние функциональных групп для замещения ионов Na+ на ионы Cd2+ и Zn2+. Еще одним плюсом является то, что сульфокислотные группы катионита диссоциируют в широком диапазоне рН раствора. На основании этого сделан вывод, что наиболее эффективным является универсальный сильнокислотный катионит КУ-2-8, динамическая ионообменная емкость которого значительно выше, чем карбоксильного катионита КБ-4 и амфотерного АНКБ-35.

Экспериментально подтверждено сорбционное извлечение никеля и кобальта из фосфатных растворов катионитом КУ-2-8 и их отделение от железа посредством селективного элюирования. Даже при достаточно высокой концентрации железа (III) в исходном растворе (22,9 г/л) оно плохо сорбируется. При степени сорбции никеля и кобальта 92–96 %, сорбция железа (III) составляет 1–3 %, в случае полной сорбции никеля и кобальта – 6 % железа [11].

Удаление хрома (III) из растворов, имитирующих сточные воды кожевенного производства, с помощью сульфокатионита Amberjet 1200 в Na+-форме, имеющей дивинил-стирольную матрицу [21]. Средняя эффективность удаления ионов хрома (III) на лабораторных установках составляла 98,70 % и 89,24 %, средняя эффективность десорбции составляла 81,56 % и 92,50 %. Сульфокатионит Amberjet 1200 в Na+-форме, имеющей однородный размер частиц, позволяет удалять ионы хрома (III) из синтетических сточных вод кожевенного производства и проводить окислительную регенерацию перекисью водорода в щелочных средах.

В работе [8] авторами рассмотрена возможность применения сульфокатионита Amberjet 1200 в Na+-форме для удаления тяжелых металлов в реакторах периодического действия с псевдоожиженным слоем. Кинетика ионного обмена изучалась при различных исходных концентрациях металлов и скоростях подачи воздуха. Для приготовления модельных растворов использовали сульфат никеля (II) и нитрат свинца (II). В экспериментальных исследованиях было достигнуто 98 % и 99 % удаление ионов Ni2+ и Pb2+.

Большую проблему представляют собой хвостохранилища горно-обогатительных комбинатов. В настоящее время первичное извлечение полезных компонентов из руд не является полным. Накопление отходов в хвостохранилищах возрастает с каждым годом, увеличивается объем стоков, содержащих большие концентрации цветных металлов. Остро стоит проблема повышения коэффициента извлечения и комплексности использования природных ресурсов.

Моделирование образования сточных вод хвостохранилищ, проведенное в перколяционном режиме [22], показало, что в раствор переходят такие металлы, как цинк, медь, кобальт и железо. Предложено извлекать ионы металлов сильнокислотным катионитом КУ-2-8 в Na+- и H+-формах. При pH исходного раствора выше 3,5 степень удерживания ионов металлов составляет 97–100 %. Сорбцию металлов из стоков хвостохранилищ контролируют также в динамических условиях. По сравнению с исходной концентрацией наблюдается практически полное удерживание этих металлов. Динамическая обменная емкость для меди – 1,75, цинка – 22,1, железа – 1,6, кальция – 36,19, магния – 22,0, кобальта – 21 мг/г. Десорбцию металлов из смолы КУ-2-8 проводили с помощью разной концентрации H2SO4, HCl и NaCl. Авторы на основании экспериментальных исследований пришли к выводу, что десорбция раствором NaCl имеет ряд преимуществ по сравнению с растворами H2SO4 и HCl кислот.

Для извлечения никеля из растворов сернокислотного выщелачивания шлама, образующегося на установках никелирования/хромирования методом сорбции на ионообменных смолах, изучали в работе [9]. Недостатком сернокислотного выщелачивания является отсутствие выраженной селективности извлечения никеля, хрома и железа. В качестве сорбентов для поглощения никеля при совместном его нахождении с хромом в растворе использовали КУ-2-8, Lewatit TP207, Purolite C104, Purolite S930. Статическая обменная емкость (г/г) КУ-2-8 по никелю составила – 0,044, по хрому – 0,027.

Представляет интерес процесс катионообменного выщелачивания катионитом КУ-2-8 в водородной форме [23], при котором кислота не вводится в систему, а генерируется в ходе ионного обмена, т. е. один и тот же реагент – катионит является и поставщиком расходуемых ионов водорода, и сорбентом, накапливающим выщелачиваемые ионы. За три стадии прямого катионообменного выщелачивания катионитом КУ-2-8 извлекается 46 % никеля, а в ходе кислотного растворения достигается 94 %-ное выщелачивание никеля. Селективность никеля при катионообменном выщелачивании выше, чем при кислотном. Коэффициент разделения никеля и железа составляет – 270 при катионообменном выщелачивании. Это в 3 раза выше, чем при кислотном выщелачивании. Следовательно, это позволит снизить расход кислоты на первой ступени комбинированной переработки окисленных никелевых руд и получить более чистые продуктивные растворы.

Экспериментальные исследования по сорб- ционному концентрированию продуктивных растворов бактериально-химического выщелачивания кобальт-медно-никелевых руд проводятся в НИГТЦ ДВО РАН. Нами показано [1], что при сорбции в статических условиях с применением Na+-формы КУ-2-8 извлекается до 90 % никеля за три цикла сорбции. За пять циклов сорбции из продуктивных растворов извлекается до 97,3 % цветных металлов и железа натриевой формой ионообменной смолы КУ-2-8 и до 95,6 % водородной формой [2].

Установлено [3], что суммарная сорбционная емкость катионита КУ-2-8 в натриевой форме в результате последовательной противоточной сорбции составляет – 6,56 мг-экв/г. Определено необходимое количество ступеней для практически полного извлечения никеля, меди и кобальта из растворов сложного состава. Экспериментальные данные по сорбции и десорбции цветных металлов и железа из продуктивных растворов БХВ кобальт-медно-никелевых руд в динамическом режиме с применением катионита КУ-2-8 показали, что применение динамического метода оправданно при содержании никеля менее 2,0 г/л [24]. Удаление железа из сорбционной колонны происходит под действием сульфата никеля, применяемого в качестве вытеснителя. Показано, что наиболее эффективной является десорбция никеля при чередовании статического и динамического режимов.

Заключение

Анализ литературных данных показывает, что в настоящее время проводится большое количество исследований по разработке технологических схем сорбционного извлечения цветных металлов из многокомпонентных растворов. Однако из-за сложного состава многокомпонентных растворов вопрос сорбционной переработки остается недостаточно изученным.

Для извлечения цветных металлов из многокомпонентных растворов в различных диапазонах концентраций могут быть использованы сульфокатионит КУ-2-8 и его зарубежные аналоги. Преимуществом катионитов является возможность их использования в широком диапазоне pH = 0–14. Процесс регенерации прост и не требует дорогих реактивов. Способность использовать сорбент многократно обеспечивает его экономичность и перспективность.

К главным недостаткам следует отнести низкую селективность по отношению к цветным металлам при их совместном присутствии.

Источник