ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Осаждение и соосаждение 7
1.2 Мембранные методы 10
1.3 Электрокоагуляция 13
1.4 Сорбционные методы 15
1.5 Ионообменные смолы и их модификации 19
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 28
2.1 Характеристики Lewatit TP 260 28
2.2 Характеристики КУ-2*8 29
2.3 Методика подготовки ионита 30
2.4 Методы анализа 31
2.5 Сорбция фтора на катионите в форме А13+ 36
2.6 Механизм сорбции фтора 38
2.7 Регенерация насыщенных ионитов 40
2.8 Принципиальная схема сорбционной очистки от фтора 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 43
На сегодняшний день одной из актуальных задач в металлургическом производстве является проблема очистки цинкового электролита от примесей, которые негативно влияют на показатели процесса электроэкстракции цинка.
Фтор является основной причиной коррозии алюминиевого катода и возникновения трудностей при сдирке катодного металла, что негативно сказывается на технико-экономических показателях процесса электро-осаждения цинка. Содержание фтора в растворе может достигать 50 мг/дм3 при оптимальной концентрации не более 20 мг/дм3. Необходимо выбрать технологию, которая бы обеспечила селективное извлечение фтора из раствора и снижение его концентрации до требуемых технологических норм.
Одним из эффективных способов удаления примесных ионов является сорбционная очистка на ионообменной смоле. Для решения поставленной задачи возможно применение как анионитов, так и катионитов. Предполагается, что смолы катионного типа в форме Меп+ более селективны и эффективны по удалению фтора, чем аниониты. Хотя фторид является анионом, его нельзя эффективно удалить с помощью анионообменных смол, поскольку его концентрация в растворе зачастую ниже, чем у конкурирующих анионов.
В данной работе рассмотрен сорбционный способ очистки водных растворов от ионов фтора на катионитах с разными функциональными группами Lewatit TP 260 и КУ-2 8 в форме Al3+.
Применение сорбционного способа очистки на синтетических ионообменниках является достаточно эффективным для очистки технологических растворов металлургического производства от ионов фтора.
Предложено проводить очистку водных растворов от фтора на катионите в форме Меп+. Так как его концентрация в растворах зачастую ниже чем у конкурирующих ионов, это приводит к снижению дефторирующей способности ионита.
В работе изучена эффективность очистки водных растворов от фтора на катионитах с различными функциональными группами кенШ ТР 260 и КУ-2 8 в форме А13+, определена статическая обменная емкость, которая составила 9,64 мг/г и 8,55 мг/г соответственно. Степень очистки растворов может достигать 80-90 %.
Предполагается, что при поглощении ионов фтора из растворов на Ьеа1И ТР 260 протекает процесс хемосорбции, а на КУ-2 8 физическая адсорбция и образование фторидных комплексов алюминия [Л1Т2]+, Л1Т3, [ЛШД-.
Десорбцию фтора предложено проводить раствором гидрокисда натрия. Степень десорбции составляет около 80 %. Так как гидроксид натрия не только удаляет фторид, загруженный на смолу, но и алюминий, необходима регенерация катионита раствором сульфата алюминия для его насыщения Л13+ и последующего применения.
