Электродиализ также Электродиализаторы

К перспективным методам обессоливания относят также электродиализ и гиперфильтрацию. Электродиализ позволяет при переработке промышленных сточных вод получать обессоленную чистую воду и концентрированные соли в сбросных рассолах. Разработаны конструкции крупногабаритных электродиализаторов, технология изготовления мембран, элементов электродиализных аппаратов, что позволит в ближайшее время приступить к проектированию станций обессоливания воды производительностью до 10-20 тыс. м /сут. На рис. 2.3 приведены принципиальные схемы наиболее распространенных способов обессоливания вод. [c.24]

В-третьих, может наблюдаться электроосмос через мембраны. Направление движения жидкости при электроосмосе зависит от знака заряда мембран и расположения их по отношению к электродам в электродиализаторе. Поэтому электроосмотический перенос жидкости может быть направлен как из средней камеры в электродные, так и наоборот. В результате может значительно изменяться объем раствора в средней камере. Если жидкость движется из электродных камер, где в процессе электродиализа образуются кислота и щелочь, в среднюю камеру, то вследствие этого там также может произойти изменение состава электролита. [c.224]

Для выяснения роли температуры при электродиализа были проведены опыты по конверсии труднорастворимых сульфатов в интервале температур от 20 до 50°. При более высоких температурах возможно необратимое изменение свойств ионитовых мембран, а также коробление корпуса электродиализатора. Результаты влияния температуры на перенос катионов, силу тока и выход по току показаны на рис. 4 и 5. [c.102]

Особое место занимают работы В. А. Каргина, посвященные электросинтезу минералов, осуществляемому в электродиализаторе. Одна из них, выполненная совместно с О. И. Дмитренко, посвящена изучению процессов выветривания алюмосиликатов [12]. Цель работы заключалась в синтезе некоторых продуктов стадийного выветривания глинистых материалов, получающихся в нормальных условиях в результате щелочного и кислого гидролиза естественных алюмосиликатов. Основная экспериментальная трудность заключалась в воспроизведении природных условий синтеза, протекающего при чрезвычайно низких концентрациях реагирующих веществ кремне-кислоты и окислов металлов, значительно меньших чем 1 мг л. Синтез потребовал бы использования громадных количеств воды, причем неизбежные загрязнения воды и трудности, связанные с улавливанием продуктов реакции, могли совершенно исказить результаты. Для решения этих задач был предложен иной путь, состоящий в ускорении процессов диффузии растворенной части малорастворимых электролитов, применения ускоряющего электрического поля. Использование этого принципа позволило изучить гидролиз некоторых природных минералов в специально сконструированном пятикамерном электродиализаторе. При электродиализе большинства минералов происходит их постепенный распад, связанный с растворением или гидролизом и последовательным переносом катионов и анионов в боковые камеры. Такой процесс соответствует тем явлениям растворения и гидролиза, которые происходили бы при пропускании громадных количеств воды в соответственно длительные промежутки времени. Путем изменения условий синтеза этим методом были получены новые, а также весьма редко встречающиеся в природе кристаллические разновидности, что особенно важно для соединений, обладающих большой энергией кристаллизации. Безусловно, этот метод представляет большой интерес и в смежных областях знания — биологии, медицине, кристаллографии, кристаллохимии, почвоведении и т. д. [c.21]

Высоковольтным многокамерным электродиализом называют метод очистки и анализа веществ путем извлечения электролитов, а также осуществления некоторых химических реакций при наложении внешнего электрического поля. Прибор для электродиализа состоит из источника постоянного тока и электродиализатора. [c.58]

Самым существенным элементом электродиализатора являются мембраны если бы они не обладали селективными свойствами по отношению к знаку заряда ионов,как это имеет место в случае электролизных аппаратов, то вода не очищалась бы от солей. Для обеспечения минимального расхода электроэнергии при электродиализе ионообменные мембраны должны быть как можно более селективны. Необходимо также, чтобы их толщина обеспе- [c.471]

Насыщенный водой гликоль 1 с растворимыми солями подают через рекуперативный теплообменник 2 в ректификационный колонный аппарат 3. Пары воды собирают с верхней части аппарата 2, конденсируют в аппарате воздушного охлаждения 4 и собирают в рефлюксной емкости 5. Часть воды 6 подают на орошение в колонный аппарат 4, а часть 7 - в электродиализатор 8. В электродиализаторе 8 за счет разности потенциалов получают на аноде анолит 9, имеющий водородный показатель pH < 7 (кислая среда), а на катоде католит 10, имеющий водородный показатель pH > 7 (щелочная среда), в средней камере остается дистиллированная вода 11 без примесей, имеющая водородный показатель pH = 7 (нейтральная среда). Обезвоженный гликоль 12 отбирают после рекуперативного теплообменника 2 и подают в последовательно установленные контактные аппараты 13, 14 и 15. Также в эти аппараты подают, соответственно, анолит, католит и дистиллированную воду. При последовательном смешивании засоленного гликоля с анолитом и като-литом происходит выпадение солей в аппаратах 13 и 14, откуда они периодически выводятся. В связи с тем, что кислая и щелочная среды были получены путем электродиализа дистиллированной воды, то эти среды являются неустойчивыми образованиями, и со временем они приобретают свойства нейтральной среды. Для ускорения этого процесса в аппарате 15 производится разбавление гликоля нейтральной средой 11 из диализатора 8. [c.30]

Были предложены различные изменения метода с целью устранения или смягчения влияния этих факторов, а также электродиализаторы с увеличенным числом камер (пятикамерные) и многокамерные, дающие возможность не только быстро очищать золь, но также и концентрировать извлекаемые примеси. Описано успешное применение ионообменных смол для очистки промывной воды, выходящей из электродиализатора (рис. 185) это дало возможность многократно применять одну и ту же воду. Явления электродиализа и электроосмоса связаны с поверхностными свойствами соответствующих л ембран и диафрагм. [c.535]

Для обратного осмоса, как правило, используют плоскокамерные, трубчатые и рулонные аппараты для ультра-фильтрации-плоскокамерные и трубчатые для микрофильтрации-те же аппараты, а также обычные патронные фильтры для электродиализа-кроме электродиализаторов, иногда плоскокамерные и с полыми волокнами, снабженные подводкой электропитания для мембранного газоразделв-ния-рулонные, плоскокамерные и трубчатые для испарения через мембрану-те же аппараты, что и для баромембранных процессов, снабженные системами подогрева, вакуумирования,. подачи инертного газа и конденсаторами паров для диализа-плоскокамерные и др. мембранные. [c.27]

Использование ионообменных мембран в анализе Ионообменной (ионитовой) мембраной называют пленку, полученную из ионообменной смолы. Находясь в растворе электролита, ионитовые мембраны избирательно пропускают ионы только одного знака заряда, а именно катионитовые мембраны пропускают только катионы, анионитовые — анионы. Это свойство ионитовых мембран используют для разделения катионов и анионов, а также для их отделения от неэлектролитов методом электродиализа. Центральную часть электродиализатора, в которой находится анализируемый раствор, отделяют от анодной части анионитной, а от катодной — катионитной мембраной. В процессе электродиализа к аноду мигрируют только анионы, так [c.205]

При электродиализе сернокислых, а также щелочных и нейтральных растворов, содержащих сульфат-, молибдат- и перренат-ионы(25,10и0,42 г/.<г соответственно), Са + (0,05 г1л)иК+г л), рений количественно отделяется от молибдена, кальция и калия [181]. Раствор для отделения помещают в среднюю камеру электродиализатора с катионообменной мембраной у катода и анионообменной у анода (рис. 62). В качестве электродов использован платинированный титан. При напряжении 75 в и плотности [c.184]

Очень интересную работу проделал Тиррелл [27]. Он изучал возможности применения переменного тока для электродиализа с ионито-выми мембранами. Электродиализатор с обычными электродами подключался в цепь переменного тока. Между анодом и мембранами стоял электрод из тантала, покрытого окисью тантала. Такой электрод обладает выпрямляющими свойствами и пропускает ток только в одном направлении. Электродиализатор может также питаться от источника постоянного тока, тогда танталовый электрод будет служить анодом электродиализатора (рис. 7). Это изобретение позволяет осуществлять фракционирование без источников постоянного тока или выпрямителей, но, очевидно, не может давать больших непульсирующих стабилизированных токов. [c.77]

Важнейшим вкладом В. А. Каргина в разработку электрохимических методов очистки и анализа веществ является усовершенствование методов электродиализа и создание пятикамерного электродиализатора [И]. Трудность очистки веществ традиционными методами с использованием трехкамерного электродиализатора была связана с рядом обстоятельств и прежде всего с процессом обратной диффузии отдельных примесей. Для достижения наиболее эффективной очистки в таких случаях требова-лась частая смена воды в боковых камерах. Это, в свою очередь, делало практически невозможным концентрирование ценных примесей. Другая трудность заключается в очистке от слабых электролитов, поскольку скорость переноса пропорциональна не концентрации самого электролита, а лишь его диссоциированной части. Для преодоления этих трудностей В. А. Каргиным была предложена новая конструкция электродиализатора, содержащая наряду с тремя основными камерами две дополнительные, включающие диафрагмы и электроды и присоединенные к боковым камерам с помощью узких каналов. К электродам боковых и вспомогательных камер прикладывается разность потенциалов, и в дополнительные камеры переносятся из боковых все удаляемые примеси. Таким образом, введение дополнительных камер позволяет предотвратить процесс обратной диффузии. Кроме того, в дополнительных камерах можно проводить концентрирование ценных примесей. Предложенная конструкция прибора позволяет также резко уменьшить расхэд воды. [c.20]

Электродиализатор, разработанный Бринцинге-ром (фиг. 286), дал эффективные результаты при приготовлении больших количеств золей, содержащих малые количества электролитов. Метод электроультрафильтрации, описанный Кёттгеном , также может быть применен в коллоидной химии силикатов. При этом методе ионы, которые свободно передвигаются под влиянием электрического тока, непрерывно удаляются проточной водой. Прибор состоит из одной средней и двух боковых камер вещество вводится в среднюю камеру, где оно подвергается электродиализу под постоянным током в ПО или 220 в в течение часа. Электролит мигрирует через диафрагму, которая одновременно представляет собой ультрафильтр для коллоидных частиц. Во яремя электродиализа следят за непрерывным поступлением воды в среднюю камеру и за отсасыванием ее из боковых камер. В результате удаления катионов вещество заряжается водородными ионами, а анионы соответственно замещаются гидроксильными ионами. Этим методом особенно следует пользоваться при изучении поглощенных оснований в почвах (см. А. III, 2 и 286). О вопросе практического применения электродиализа и электроосмоса к очистке глин см. А. III, 65. [c.251]

Электрофорез и электродиализ представляют собой полезные методы не только для пра1яической очистки глин, каолинов (см. А. 1Г1, 65) и других природных силикатов, но также и Для физического определения высокомолекулярных растворов. Электродиализ часто применялся при изучении сложных органических и физиологических систем. Брадфилд и Тизелиус получили прекрасные результаты количественного разделения высокомолекулярных лротеинов путем применения специального электродиализатора. Возможно, Что и другие смеси коллоидных силикатов могут быть соответствующим образом изучены и дифференцированы. [c.258]

Трилон Б (двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты На2( с а) образует стойкие комплексы со многим1 металлами и применяется при проведении ионофореза на бу маге [4]. Использование трилона Б в электродиализе позволи ло осуществить разделение железа, меди и свинца в 16-ка мерном электродиализаторе, а также очистить суспензию ме татитановой кислоты от железа до тысячных долей процента [c.332]

Превращение труднорастворимых солей в растворимые может быть осуществлено также электродиализом с ионитовыми мембранами по схеме обессоливания [138—141]. Например, [140, 141], при растворении солей в пятисекционном электродиализаторе с применением гетерогенных ионитовых мембран МК-40 (на основе КУ-2) и МА-40 (на основе ЭДЭ-ЮП), площадь рабочей поверхности которых составляла 30 см , было найдено, что для растворов, насыщенных труднорастворимым электролитом, вследствие низкой электропроводности раствора производительность электродиализа мала (рис. 41). Для устранения этого было предложено помещать в секцию растворения (рис. 41, четвертая секция) смесь ионитов, чтобы повысить электропроводность и полезный перенос ионов при элек- [c.159]

Вингрд и Блок осуществили также деминерализацию молочной сыворотки [77]. Из других примеров можно указать на применение ионитовых мембран при электродиализе подкисленных водных растворов экстракта хинной коры [78] и деминерализацию полярных растворителей (ацетон, ацетонитрил, нитробензол) в высоковольтных электродиализаторах (79, 80]. [c.275]

Специфической разновидностью электрохимической обработки воды является электродиализ — процесс электролиза с использованием полупроницаемых мембран, образующих между электродами отдельные камеры при этом можно осуществлять сепарацию ионов солей, образование и концентрирование минеральных и органических кислот, а также едких щелочей. Электродиализ применяется для опреснения соленых и солоноватых вод, а также для удаления растворенных солей из шахтных и других сточных вод. Электродиализаторы с использованием электрохимически активных ионообменных мембран рекомендуются [18, 105] для регенерации ценных продуктов из высококонцентрированных про-м.ышленных сточных вод (отработанных технологических растворов). [c.18]

К электродиализатору можно подключить еще две небольшие камеры (рис. 2) с электродами, соединенными с боковыми камерами через достаточно узкий канал и мембрану. Между электродами боковых камер и присоединенными камерами накладывается дополнительная разность потенциалов, и извлеченные в боковых камерах электролиты переходят в дополнительные камеры и там концентрируются. Такой иятика-мерпый электродиализатор можно также применить для очистки нерастворимых осадков при помощи химич. реакций, осуществляемых непосредственно в электро-диализаторе, напр., чтобы очистить кремневую к-ту от примесей железа, ее помещают в среднюю камеру, а в боковую катодную камеру постепенно добавляют разб. соляную к-ту. Ионы хлора, попадая в центральную среднюю камеру, образуют растворимое хлорное железо, ионы к-рого под действием электрич. поля переносятся в боковые камеры.Кроме того, пятикамерный электродиализатор может быть использован для синтеза неорганич. веществ. Так, при синтезе алюмосиликатов в боковую катодную камеру помещается р-р соли кремневой к-ты, а в анодную — р-р соли алюминия. При наложении электрич. поля ионы алюминия и кремневой к-ты будут передвигаться навстречу друг другу и взаимодействовать между собой в средней камере. При помощи электродиализа можно разделить смесь растворимых солей. Для этой цели составляют электродиализатор из большого числа камер, отделенных мембранами. В каждой камере устанавливается определенное pH, возрастающее по мере приближения к катодной камере. Затем в среднюю камеру вводят анализируемую смесь солей. В каждой камере будут выделяться те основания, произведение растворимости к-рых соответствует pH этой камеры. [c.547]

Известно, что электродиализ разбавленных растворов электролитов (концентрация с < 0,005 моль/л) имеет свои особенности. Применение обычных конструкций аппаратов, успешно работающих в области более высоких концентраций, оказывается неэффективным перенос ионов соли снижается в большей степени, чем происходит уменьшение их концентрации выход по току резко падает вследствие интенсивной диссоциации воды происходит сдвиг pH обессоливаемого раствора (обычно он становится кислым) а степень обессоливания раствора уменьшается. Усилиями многих исследователей, направленными на уменьшение межмембранного расстояния в электродиализных аппаратах, использование в мембранных каналах активных (ионопроводящих) сепараторов и ионообменных насадок, мембран с физически и химически модифицированной поверхностью, а также благодаря использованию на практике новых приемов интенсификации массопереноса в мембранных системах, были созданы достаточно эффективные электродиализаторы для глубокого обессоливания растворов электролитов. Такие аппараты расширили область использования электродиализа вплоть до получения деионизованной воды с удельным сопротивлением 1-10 МОм см [1, 2, 31, 35, 36, 43, 145, 208-210], однако скорость процесса все же остается недостаточно высокой. [c.331]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология