Катионообменные материалы

Кривые истощения. Следующей эксплуатационной характеристикой ионообменного материала служат так называемые кривые истощения, характерные примеры которых приведены на рис. 4.4. Эти кривые даны для катионообменных материалов, применяемых при удалении из воды ионов кальция они отражают изменение остаточной жесткости по мере увеличения объема обработанной воды. Как видно из рис. 4.4, для некоторых материалов характерна ярко выраженная точка проскока, после которой при дальнейшей обработке исходной воды кривая остаточной жесткости круто поднимается вверх. Для других материалов кривая проскока получается более плавной. Преимущество резко выраженной точки проскока заключается в том, что она дает возможность легко установить конец стадии рабочего процесса обмена. Но, с другой стороны, если этот материал эксплуатировать за пределами этой точки, то в систему будет поступать вода, содержащая большое количество нежелательных ионов. Практически умягчение должно быть прекращено или задолго до резкого проскока (если он имеет место), или после того, как концентрация ионов кальция в выходящей воде достигнет определенной величины, зависящей наряду с другими факторами от назначения обработанной воды. [c.95]

Катионообменные материалы могут иметь неорганическую или органическую структуру. [c.95]

Искусственные органические катионообменные материалы представляют собой смолы, получаемые путем конденсации или полимеризации и подвергаемые затем соответствующей обработке для придания им ионообменных свойств. Наиболее важными из существующих в настоящее время конденсационных смол являются сульфированные фенолформальдегидные. Характерным примером полимерных смол могут служить смолы, полученные на основе полистирола, хотя находят применение также некоторые смолы на основе полиакриловых кислот, в которых способными к ионизации кислотными группами являются карбоксильные группы. Сульфированные фенолформальдегидные смолы подобны материалам, полученным из угля. Они обладают кислотостойкостью и поэтому могут быть использованы в качестве Н-катионитов, но в то же время поддаются заметному воздействию щелочей и свободного хлора. Многие из них при- [c.98]

С точки зрения потерь обменной емкости в связи с химическим старением катионообменные материалы являются более стойкими. Их срок службы составляет более 15 лет при условии, что материал не вступает в контакт с вредными реагентами. Меры предосторожности, необходимые при работе с этими материалами, были рассмотрены выше. [c.130]

Пробы обоих материалов, пригодные для работы, были приготовлены и испытаны в колоннах при 285° С. Извлечение большой части продуктов деления и коррозии из нейтральных растворов малой концентрации было хорошим. Механизм поглощения этих примесей — скорее комплексообразование или хемосорбция, чем ионный обмен. Фосфат циркония гидролизуется в нейтральной воде до равновесной концентрации фосфата 200 мг/ке при 300° С и полностью гидролизуется в щелочных растворах. Гидроокись циркония стабильна в нейтральных и щелочных растворах, но имеет практически нулевую анионообменную емкость в этих условиях. Катионообменная емкость гидроокиси циркония в щелочных растворах удовлетворительна, и она, возможно, пригодна для применения при высоких температурах в реакторных системах с щелочным водным режимом. Дополнительно следует предусмотреть извлечение анионов либо продувкой, либо низкотемпературным ионным обменом. [c.221]

Продуктами коррозии данного реактора являются окислы железа, никеля, хрома, соединения марганца и кобальта. Большинство из них может быть удалено из воды в процессе фильтрования и при том без использования ионообменных свойств фильтрующих материалов. Фильтрующий материал представляет собой смесь сульфо-кислотного катионообменного материала в водородной форме и сильно основной смолы в гидроксильной форме. [c.306]

Как в конденсационных фенолформальдегидных, так и в полимерных полистирольных смолах активная кислотная группа, придающая материалу ионообменные свойства, представлена группой сульфокислоты. Смолы, содержащие эту группу, являются сильнокислотными и могут быть использованы для любого катионообменного процесса, причем на обменную емкость материала величина pH обрабатываемого раствора не влияет. [c.99]

При катионном обмене исходную воду обычно фильтруют сверху вниз через слой катионообменного материала в виде На-катионита иногда при применении материала с большой плотностью применяют восходящее движение воды. Реакция с растворенными в воде ионами кальция и магния протекает в соответствии с уравнением (4.1). При истощении ионообменного материала жесткость обрабатываемой воды повышается. Когда остаточная жесткость обработанной воды достигнет заданной расчетной величины или когда через слой ионообменного материала будет пропущен определенный объем воды, процесс прекращают, и если вода двигалась сверху вниз, то производят взрыхление этого слоя, сбрасывая промывную воду в сток. Затем через установленный в верхней части фильтра распределитель вводят регенерирующий солевой раствор и пропускают его через слой катионита. Насыщенный солевой раствор-обычно приготовляют в отдельном сатураторе и подают в катионитовый фильтр с помощью водяного эжектора, который одновременно разбавляет этот раствор. Регенерация протекает в соответствии с уравнением (4.3) ионы кальция и магния замещаются в ионообменном материале ионами натрия. Вытекающую при регенерации жидкость, которая содержит соли хлористого кальция, магния и натрия, обычно не собирают, если только стоимость солевого раствора не слишком велика (как это может наблюдаться в отдельных районах). Тем не менее первые порции регенерационного раствора следует всегда выпускать в сток, так как они содержат большое количество кальция и магния. Последующие порции можно использовать для I стадии регенерации истощенного ионообменного материала, заканчивая этот процесс подачей свежего солевого раствора. [c.110]

В материале другого типа нерастворимый восстановитель осажден в структуре ионообменной смолы. Обычно для этой цели применяют гидроокись железа или марганца эти соединения очень быстро вступают в реакцию с растворенным в воде кислородом. Чтобы получить такой материал, катионообменную смолу в Н- или Na-форме обрабатывают концентрированным раствором сульфата железа и затем раствором каустической соды или едкого бария. Образовавшуюся при этом гидроокись железа удаляют промывкой кислотой. Установлено, что применение такого материала в лабораторных условиях для обработки воды, насыщенной воздухом, позволяет снизить остаточное содержание кислорода до 0,002 мг л, без каких-либо следов загрязнения воды железом. [c.211]

Для изготовления катионообменных мембран используют листы из синтетических материалов (типа найлона), бумаги, картона или ткани, которые пропитывают специальными смолами. В настоящее время отечественной промышленностью освоена технология изготовления ионообменных мембран типа МК-41, которые по своим характеристикам не уступают лучшим зарубежным образцам. [c.221]

Катионообменные синтетические материалы подразделяются на сильнокислотные и слабокислотные. Кислотные функциональные группы первых в основном представлены сульфогруппами 50 . Поскольку сульфокислоты являются сильными кислотами, они практически одинаково легко обменивают как ионы металлов из солевой формы катионита, так и ионы водорода из кислотной формы, от процесс называется Н-катионированием и приводит к замене ионов металлов в растворе ионами Н+ и, следовательно, к эквивалентному подкислению раствора соли. [c.77]

Неорганические материалы. Кроме упомянутых выше глии неорганические материалы включают силикатные минералы, известные как цеолиты глауконит, структура которого представляет собой нечто среднее между структурой глин и цеолитов, является единственным широко применяемым материалолм этого класса. К неорганическим катионообменным материалам относятся также синтетические силикатные соединения, состав которых напоминает состав цеолитов. Строго говоря, термин цеолит должен применяться только по отношению к естественным минералам. [c.95]

Органические материалы. Сравнительно дешевые и вполне пригодные катионообменные материалы могут быть получены путем обработки серной кислотой угля, лигнина, торфа и других сложных органических материалов. Изготовленные таким обра- [c.97]

Наиб9лее глубокая степень умягчения воды достигается фильтрованием через катионообменные материалы — катиониты. Они бывают минеральные (природные или синтетические) и органические, представляющие собой полимерные материалы с сетчатой молекулярной структурой. Наличие кислотных групп обусловливает их способность обменивать катионы, компенсирующие отрицательные заряды, на эквивалентные количества катионов, находящихся в растворе. В качестве обменных материалов применяют глауканит — зернистый алюмосиликат, синтетические полимерные смолы, содержащие от 4 до 6 мг-экв кислотных групп на 1 г сухой смолы, и сульфоугли. Последние, однако, обладают невысокой обменной емкостью. [c.77]

При электродиализном методе катодное пространство ванны отделяется перегородками из ионообменных мембран, в результате чего в процессе окраски пленкообразователь осаждается на изделии, а ионы нейтрализатора проникают через мембрану и разряжаются на катоде. При применении этого метода корпус ванны изолируется (обычно эпоксидными компаундами) и в нем устанавливаются диализные карманы с ме.мбранами (размеры до 0,5 XI>5 м). Катионообменные мембраны изготовляются из листов синтетических материалов (например, найлона), а также [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...