Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
7.1. Исследование сорбции щелочных и щелочноземельных металлов после вымораживания
Представленные выше результаты исследований были использованы для разработки технологической схемы извлечения солей щелочных и щелочноземельных металлов из рассолов. Как отмечалось ранее, добиться эффективного извлечения возможно, применяя комбинированные технологические схемы. Исследования показали эффективность применения ионообменного метода для извлечения металлов из высококонцентрированных рассолов. Дополнительные исследования по сорбции металлов из сконцентрированных методом вымораживания рассолов подтвердили целесообразность сочетания процессов ионообменной сорбции и фракционной кристаллизации.
Комбинирование процессов вымораживания и сорбции, при котором рассол замораживали, сконцентрированную жидкую фазу подавали на сорбционную колонну, лёд плавили, что позволило на соответствующих этапах переработки получить результаты, представленные в табл.22 и на рис. 5.11-5.16.
Таблица 22. Распределение компонентов между ледяной и жидкой фазами
при вымораживании рассолов УГОКа
|
Элемент |
С(исх), мг/дм3 |
С(лёд), мг/дм3 |
С(рассол), мг/дм3 |
% содержание в ледяной фазе |
% содержание в жидкой фазе |
|
Na |
8250 |
6162,1 |
9261,7 |
22,1 |
77,9 |
|
K |
8175 |
4724,1 |
9766,9 |
17,1 |
82,9 |
|
Ca |
52185 |
35976 |
59865 |
23,7 |
76,3 |
|
Li |
105 |
82,8 |
115,4 |
20,4 |
79,6 |
|
Sr |
892.5 |
569,6 |
1031,6 |
19,8 |
80,2 |
Из таблицы видно, что практически все элементы на 80% сконцентрировались в жидкой фазе.
Жидкую фазу с повышенным содержанием элементов подвергали сорбции на сульфокислотном катионите КУ-2*8, со скоростью пропускания раствора 0,5 мл/мин. Результаты поглощения металлов сорбентом приведены на рис. 72-73.
Рис. 72. Поглощение макрокомпонентов катионитом КУ-2-8 после вымораживания
Рис. 73.Поглощение микрокомпонентов катионитом КУ-2-8 после вымораживания
Степень сорбции всех металлов на катионите КУ-2-8 достаточно высокая, более 90%. Без применения вымораживания поглощение Sr, Li, Na ниже [90] . Следовательно, вымораживание позволяет интенсифицировать сорбцию ионов катионообменной смолой. Полное насыщение катионита металлами происходит: для натрия через 26 минут сорбции, для калия - через 24 мин., для лития - через 26 мин., для кальция и стронция через 30 минут. Следовательно, эффективное время для полного насыщения катионита 30 минут.
Элюирование проводили HCl (4N). Результаты элюирования представлены на рис. 74-77.
Рис. 74. Кривая элюирования ионов лития
Рис. 75. Кривая элюирования ионов стронция
Рис. 76. Кривая элюирования ионов калия и натрия
Рис. 77. Кривая элюирования ионов кальция
Элюирование металлов из фазы сорбента также протекает эффективно, наиболее подходящим элюентом является соляная кислота разной концентрации (для эффективного разделения ионов градиентным элюированием).