Применение ионитов для умягчения воды

Обессоливание и умягчение очищенных сточных вод позволяет многократно использовать нх в качестве технической воды в большинстве технологических и теплообменных процессов н энергетике. Наряду с сокращением потребления свежей пресной воды предприятием при этом создается реальная возможность организации замкнутого цикла промышленного водоснабжения, исключающего сброс сточных вод в водоемы и полностью отвечающего требованиям экологической безопасности. Применение ионного обмена для этих целей требует, однако, изменения технологии регенерации ионообменных смол, так как на обычных ионообменных установках количество солей (а также кнслот и щелочей), сбрасываемых в отходы с отработанными реагентами и промывными водами, по крайней мере, в три раза превышает количество солей, извлеченных при ее обессоливании. [c.214]

Процесс, снижающий или полностью устраняющий жесткость, называется умягчением воды. Умягчения можно достигнуть нагреванием воды до кипения. Но этим способом можно устранить только временную (карбонатную) жесткость. Наиболее распространены химические методы умягчения воды, основанные на связывании ионов Са" и Mg в трудно растворимые соединения. Для этой цели применяют известь, кальцинированную соду, едкий натр, фосфат натрия и другие. В последнее время широкое применение получил метод устранения жесткости воды при помощи так называемых ионитов, или ионообменников. Жесткая вода, пропущенная через слой измельченного катионита, освобождается от ионов Са".и Mg", потому такой метод умягчения воды называется катионит-ным. [c.119]

Обессоливание и умягчение воды методами ионного обмена также по существу является одним из видов сорбционной технологии и в соответствии с этим при использовании ионообменных процессов необходимо решать задачу целесообразного применения извлеченных из воды концентратов солей и отработанных реагентов. Соблюдение этого общего условия является обязательным в любом замкнутом цикле водоснабжения, основанном на возврате сточных вод в производство, независимо от того, какие физико-химические или химические процессы используются на отдельных этапах водоподготовки. [c.13]

Способность к ионному обмену многих неорганических веществ, главным образом алюмосиликатов, известна давно. Уже в конце прошлого столетия некоторые природные и синтетические алюмосиликаты нашли применение для умягчения воды, очистки сахарного сиропа от калия. Однако известные в то время неорганические иониты (глинистые минералы, синтетические алюмосиликаты — пермутиты) обладали низкой химической устойчивостью и небольшой обменной емкостью, ограничивших их применение. Появление синтетических ионообменных смол привело к длительному забвению неорганических ионитов. Однако развитие в послевоенные годы радиохимии и атомной энергетики потребовало создания радиационно и термически стойких ионообменных материалов, обладающих к тому же высокой селективностью. Этим требованиям не удовлетворяли имевшиеся в то время органические ионообменные смолы, и внимание исследователей разных стран вновь привлекли неорганические соединения. [c.670]

В группе каркасных минералов большой интерес представляют цеолиты ( вскипающие камни ). Эти структуры содержат очень крупные рыхлые каркасы [(51,А1)02] , в каналах и полостях которых обычно располагаются ионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также мол-екулы воды. Слабо удерживаемые в цеолите частицы могут заменяться другими при помещении цеолитов в соответствующие растворы. На этом основано их применение для умягчения воды. Обезвоженные цеолиты способны поглощать воду или другие вещества, молекулы которых по размерам отвечают сечению каналов цеолита. В связи с этим они известны в технике как молекулярные сита . [c.119]

Ионный обмен в динамических условиях находит широкое применение для умягчения и деминерализации воды в колоночном варианте. Процесс ионообменной деминерализации осуществляется в две стадии [c.111]

Рассмотренный процесс пропускания через ионообменную колонку раствора, содержащего один сорт ионов, представляет наиболее простой, но практически важный случай ионного обмена в колонках. Этот процесс используют для замены в растворе одного иона другим, например, ионов Са + ионами N3+ при умягчении воды, для извлечения и концентрирования металлов, для разделения электролита и неэлектролита. Более общий случай применения ионитов в колонках — разделение двух и большего числа ионов. Такого рода процессы осуществляются с помощью ионообменной хроматографии. [c.686]

Один из примеров практического применения ионного обмена— умягчение (деминерализация) воды. Процесс умягчения заключается в том, что поверхность адсорбента поглощает из воды катионы Са и Mg2+, которые обмениваются на ионы Ыа+, переходящие в воду. В качестве адсорбентов, посылающих в воду ионы N3+ в обмен на ионы Са2+ и Мд +, были использованы природные и искусственные минералы — алюмосиликаты. Но полностью этот вопрос был решен тогда, когда удалось синтезировать фенолформальдегидные смолы, способные к катионному обмену (так называемые катиониты). [c.70]

Известкование воды, т. е. обработка воды известью, было известно давно и ранее применялось для умягчения воды при подпитке котлов низкою давления. Однако в связи с повышением параметров пара и широким применением ионного обмена оно стало применяться для улучшения работы ионообменной части ВПУ. В настоящее время основное назначение известкования — снижение бикарбонатной щелочности воды. Одновременно с этим уменьшаются жесткость, солесодержание, концентрации грубодисперсных примесей, соединений железа и кремниевой кислоты. [c.39]

Умягчение и опреснение воды. Одно из наиболее важных применений ионного обмена — получение в производственных [c.189]

Умягчение и опреснение воды. Одно из наиболее важных применений ионного обмена — получение в производственных масштабах воды, пригодной для пищевых и технических целей. Все природные воды обладают большей или меньшей жесткостью, обусловленной присутствием ионов Са + и Mg +. Жесткая вода не может быть использована в паровых котлах (вследствие образования накипи). Она нарушает моющее действие мыл, неприменима для многих производственных процессов и часто непригодна для питья и приготовления пищи. [c.177]

Обменная адсорбция широко применяется при умягчении воды. Как известно, наличие в воде больших количеств солей жесткости (ионов Са и Mg2+) очень часто затрудняет применение такой воды в технике. Мыла в жесткой воде переходят в форму нерастворимых кальциевых и магниевых мыл и теряют свое моющее и стабилизующее действие. Применение жесткой воды в паровых котлах приводит к образованию на их стенках накипи, понижаю- щей теплопроводность и увеличивающей потери тепла, а в отдельных случаях может явиться, причиной взрыва котла (из-за местного перегревания и постепенного изменения структуры металла). Пища, сваренная в жесткой воде, обычно безвкусная и твердая. Для умягчения жесткой воды Ганс предложил применять алюмо-силикатный поглотитель, названный им пермутитом, состав которого можно выразить следующей формулой [c.150]

В некото Л>1х случаях в подобных процессах обмена ионов принимают участие не только поверхностные слои адсорбента, но и ионы, находящиеся во внутренних слоях его. Так, некоторые природные алюмосиликаты (цеолиты) сравнительно легко и обратимо обменивают содержащиеся в них ионы натрия на ионы кальция из окружающей воды, и наоборот. Это явление находит практическое применение в процессах умягчения воды с помощью так называемого пермутита — искусственно получаемого алюмосиликата. Впрочем, такие процессы, затрагивающие не только поверхностные, но и внутренние слои адсорбента, строго говоря, не являются уже чисто адсорбционными. [c.378]

П. широко применяют как диспергирующие агенты, в частности как стабилизаторы эмульсий и пен. Добавки малых количеств П. сильно изменяют реологич. характеристики водных суспензий и глин, благодаря чему П. добавляют в суспензии (для облегчения их транспортировки), а также в буровые р-ры. П. (гл. обр. полифосфаты) применяют для умягчения воды путем связывания ионов магния и кальция (при этом не происходит образования осадко , как коагулянты и флокулянты при осветлении отработанных и мутных вод. Широкое применение П. находят при шлихтовке, крашении и окончательной отделке волокон, при отделке и упрочении бумаги. П. используют как структурообразователи почв, как загустители в пищевой, косметич. и фармацевтич. пром-сти, для приготовления полупроницаемых мембран медицинского назначения и др. Пространственно сшитые П. используют как иониты. [c.51]

Снижение концентрации ионов Са + и M.g + в воде (умягчение) может достигаться применением ряда методов (реагентных, ионного обмена и термических). Выбор метода и степень з- мягчения воды определяются требованиями, предъявляемыми к воде в данном технологическом процессе. Реагентные методы умягчения воды основаны на переводе ионов Са + и М 2+ в труднорастворимые соединения (карбонаты, фосфаты и др.). Полного извлечения ионов Са + и Mg2+ при использовании этих методов не происходит, так как в растворе остается некоторое количество ионов. Концентрация Их в воде будет зависеть от величины произведения растворимости образующихся труднорастворимых соединений. [c.74]

Способ реагентного умягчения воды с применением извести и соды, широко известный в практике водоснабжения, используется для извлечения из воды до 74—84% радиоизотопов Sr и Зг , образующихся при делении урана. Более полное извлечение стронция может быть достигнуто способом ионного обмена. [c.596]

Разнообразные применения имеет ионный обмен в технике. В качестве примера можно привести процессы умягчения и обессоливания воды. Умягчение воды — замену ионов кальция на ионы натрия можно проводить с помощью высокопористых минералов алюмосиликатов цеолитного типа с общей формулой А120з-т 102-пН20, в которых часть ионов водорода может заменяться на ионы металлов. Используются как природные минералы этого типа, так и синтетические (пермутит). Обозначая условно единичную ионообменную группу через ЫаП, реакцию ионного обмена можно представить в виде [c.213]

В последнее время в различных отраслях промышленности, науки и техники находят применение иониты — твердые смолы (гели) кислого или основного характера, не растворимые в воде и органических растворителях, но способные к ионному обмену в растворах. Впервые иониты применены в начале XX в. для умягчения воды, в дальнейшем — в производстве сахара, витаминов, антибиотиков, для разделения аминокислот, для улавливания металлов (из сточных вод), а теперь и для извлечения алкалоидов из растительного сырья. [c.545]

Ионообменные свойства почв были известны давно и обратили внимание исследователей на глины, цеолиты. Оказалось, что многие цеолиты, алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов являются очень активными ионообменниками. Первые синтетические цеолиты, получившие название нермутитов, в начале нашего века нашли применение в процессе умягчения воды. В тридцатых годах им на смену пришли сульфированные угли, а затем и ионообменные смолы. Началось применение ионитов в аналитической практике и одновременно количественное изучение ионного обмена, успеху которого во многом способствовали работы Самуэльсона (1939 г.). На этой почве быстро развивалась теория ионного обмена, существенный вклад в которую был сделан Б. П. Никольским (1939 г.) и его школой. [c.56]

За последние годы ионообменные смолы нашли очень широкое применение. Они используются для умягчения воды, т. е. для удаления из воды ионов Са" + и а в ряде отраслей [c.519]

Ранее указывалось, что скорость процесса уменьшения концентрации электролита в средней камере электродиализатора может быть сильно увеличена по сравнению со скоростью при электрохимически неактивных мембранах применением двух мембран одного знака заряда, но имеющих разницу в числах переноса ионов. Применяя две керамические диафрагмы различного радиуса пор, можно было значительно увеличить эффективность процесса электролиза, поставив более тонкопористую диафрагму на катодную сторону и более грубопористую диафрагму на анодную, учитывая их отрицательный знак заряда. Это положение послужило основой при конструировании нашего аппарата для умягчения воды путем электродиализа. [c.183]

Ионнообменная хроматография. Процесс ионного обмена широко известен в связи с его применением для умягчения воды. Впервые он был использован для разделения неорганических катионов и анионов. Позже были сделаны попытки применить хроматографическую теорию к ионнообменной адсорбции. В хроматографическом анализе диссоциирующих органических соединений в последнее время все более широкое применение получают синтетические смолы, способные к избирательной адсорбции и обладающие ионнообменными свойствами (Адамс и Холмс, 1935). Получены смолы с кислыми свойствами для катионного обмена и смолы с основными свойствами для анионного обмена. Адсорбция этими смолами в значительной мере определяется зарядом растворенного вещества (при этом надо отметить, что обменная адсорбция представляет собой очень сложный процесс), а для элюирования применяются растворы кислоты, щелочи или соли. Синтетические анионнообменные смолы (например, Амберлит IR4) применялись для хроматографического разделения аминокислот (например, глутаминовой и аспарагиновой кислот в продуктах гидролиза шерсти). Другими примерами применения ионного обмена могут служить анализ нуклеиновой кислоты, адсорбция алкалоидов и отделение свободных сульфокислот от азокрасителеЙ с ЗОзМа-группами в молекуле. Ричардсон наблюдал, что свободные сульфокислоты Небесно-голубого FF и других высокомолекулярных красителей быстро адсорбируются ионнообменной смолой Деацидит В. С уменьшением величины молекулы может быть достигнут такой предел, при котором начинается медленная диффузия в структуру смолы, юз Ионнообменная хроматография может применяться для разделения, очистки и анализа ионизирующихся красителей (кислотные красители и прямые красители для хлопка с сульфогруппами в молекуле и оспов- [c.1514]

Описанные выше гранулированные адсорбенты обладают способностью обменивать ионы водорода или натрия и хорошими экснлоатационными характеристиками. Они быстро нашли применение для умягчения воды. Либкнехт предложил сочетать обработку гранулированными Н-ионитами со следующей стадией — полным удалением ионизированных веществ из раствора—вместо обмена их на другие катионы. В первой стадии этого процесса деминерализации он применил сульфоугли, с помощью которых находившиеся в растворе соли превращались в соответствующие кислоты. Отработанные катиониты регенерировались кислотами. Для проведения второй стадии Либкнехт пользовался неорганическими гелями, например гелем окиси железа, которые удаляли кислоты, образовавшиеся в первой стадии. Эти гели регенерировались щелочью. Затем этот метод был применен не только для умягчения воды, но и для очистки сахарных соков. В своем патенте [19]. Либкнехт указывает [c.324]

Решетчатую структуру имеют также цеолитные минералы. Они представляют собой водные кристаллические алюмосиликаты с общей формулой (Naa, Са)0-А120з nSiOaX ХтНгО, где я = 2, 3, 4, 6, а ш изменяется от О до 8. (В качестве катионов возможно также присутствие калия и бария вместо натрия и кальция). Некоторые природные цеолиты или искусственно приготовляемые силикаты при взаимодействии с водными растворами солей могут частично обменивать содержащиеся в них катионы на катионы, имеющиеся в растворе. При этом обязательным условием является близкий размер обменивающихся ионов. Так, ионы натрия Na (радиус 0,98) легко обмениваются на ионы кальция Са2+ (радиус 1,04 А) в соотношении 2 1, причем сохраняется нейтральность кристалла в целом. Это явление находит практическое применение в процессах умягчения воды с помощью так называемого пермутита — искусственно получаемого алюмосиликата. [c.111]

Исходя из условий, целесообразно применять для большинства ионообменных сорбентов (пермутитов, окиси алюминия, синтетических ионитов) в качестве насыщающего иона ион Сц2+ (при определении катионной емкости поглощения) и ион С1- (при определении анионной емкости поглощения), так как они легко определяются аналитически. Однако для сульфокатионитов, применяющихся для умягчения воды, очень часто определение обменной емкости проводят с применением в качестве насыщающего иона Са + (обычно СаСЬ). [c.161]

Современные способы умягчения воды основаны на применении катионитов (катионитный способ). Катионитами называются твердые вещества, содержащие в своем составе подвижные катионы, способные обмениваться на ионы внешней среды. Для устранения жесткости воды в качестве катионитов применяют алюмосиликаты, например N32 [А1251208 пЯ20]. Это соединение можно условно выразить формулой Nз2R, где К — это анион. [c.291]

Одним из направлений повышения эффективности технологии умягчения воды является применение метода гальванокоагуляции. Гальвано коагуляционный метод згмягчения основан на эффекте работы короткозамкнутого гальванического элемента. Данный метод уже используется для очистки вод содержащих ионы металлов, органические вещества и нефтепродукты при организации оборотного водоснабжения химический предприятий, в гидрометаллургии и машиностроении. [c.102]

Широкое применение в промышленности нашел продукт сульфирования углей — так называемый сульфоугопь, который используется в качестве ионитов, служащих для умягчения воды, методом замены ионов магния и кальция на ионы водорода и натрия. В качестве сырья для производства сульфатов используют уголь марки К. Сульфирование осуществляется олеумом, при этом водород органической части угля замещается сульфокислотной группой с образованием воды по реакции [c.259]

В последние годы большое внимание исследователей привлекают окислительно-восстановительные полимеры (редокс-полимеры, электропообменпые полимеры), что объясняется широкими перспективами их использования [216—220]. Редокс-полимеры используют для восстановления ионов железа, хрома, ванадия, церия,титана, серебра, плутония и др. [221, 222] с помощью редокс-полимеров получают перекись водорода их используют в качестве катализаторов в различных реакциях. В ряде процессов редокс-поли-меры успешно применяют для удаления кислорода из водных растворов, причем обескислороживание может проводиться с одновременным умягчением воды [223]. Это далеко не полный перечень областей применения редокс-полимеров. [c.96]

Сорбция и ионный обмен широко используются в процессах подготовки воды для промышленных нужд (умягчение, обессо-лнвание) извлечения ценных компонентов из растворов и пульп в гидрометаллургии тяжелых металлов очистки различных химических продуктов и сбросных вод и во многих других процессах. Масштаб исиользования и области применения ионного обмена постоянно расширяются. [c.87]

Наиболее полное умягчение воды происходит в случае применения тринатрийфосфата Na3P04 I2H2O (фосфатный метод умягчения) [138]. Ионы POJ- связывают ионы и Са + в практически нерастворимые фосфаты [c.422]

Применение. Важнейшая и наиболее обширная область применения И. с.— водоподготовка. Пропуская воду через систему ионитовых фильтров (катионитовых и анионитовых), осуществляют практически полную ее деминерализацию. При использовании деминерализатора с так наз. смешанным слоем (т. е. состоящим из смеси сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита) можно получить воду с уд. объемным электрич. сопротивлением выше 100 ком-м (10 ом-см). Умягчение воды путем замены ионов кальция и ма1ния на натрий — наиболее распространенный случай промышленного использования И. с. [c.435]

Здесь следует подчеркнуть, что столь высокоемкие Ка-катиониты, как вофатиты К и КЗ, проявляют пониженную химическую прочность при использовании их для умягчения воды с малым общим солесодержанием. Если эта вода к тому же обладает еще повышенным значением pH, как, например, предварительно известкованная вода, то разрушение катионитов происходит особенно быстро. Их мощная ионная атмосфера, составленная ионами натрия, стремясь рассеяться в растворителе и не имея к, тому достаточного противодействия со стороны осмотического давления малоконцентрированного раствора электролита, растягивает зерно катионита, отчего зерно сначала становится мягким и сильно увеличивается в объеме, а затем, разрываясь,подвергается пептизации. Поэтому область применения таких Na-кaтиoнитoв ограничена условием повышенного общего солесодержания воды (как, например, при умягчении морской воды, некоторых вод Донбасса и т. п.). В этой области такие Ка-катиониты химически стоики и вместе с тем имеют большую величину обменной способности. [c.484]

Хелатные соед и1енпя отличаются особой прочностью, так как центральный атом в них как бы блокирован циклическим лигандом. Наибольшей устойчивостью обладают хелаты с пяти- н шестичленными циклами. Комплексоны настолько прочно связывают катионы металлов, что при их добавлении растворяются такие плохо растворимые вещества, как сульфаты кальция и бария, окса-латы и карбонаты кальция. Поэтому нх применяют для умягчения воды, для маскировки лишних ионов металла при крашении и изготовленпп цветной пленки. Большое применение они находят и в аналитической химии. [c.569]

Представляют собой сильно пористые силикаты с цепной структурой. Ионы натрия и кальция в них доступны для обмена ионом водорода. Алюмосиликаты группы каолина — гумбрин, бентонит и др. — применялись для выделения алкалоидов методом ионообменной адсорбции. Для умягчения воды пользовались искусственными неорганическими ионитами — пермути-тами , в которых легко происходит замепдение одного металла другим. Однако неорганические иониты не нашли шлрокого применения в промышленности из-за малой адсорбционной способности и плохой регенерируемости. Среди естественных органических ионитов, способных к процессу ионного обмена, можно указать на гумусовые вещества, являющиеся составной частью чернозема, торфа, бурых и каменных углей. Ионообменные свойства гумусовых кислот, способных реагировать с солями, обусловлены наличием у них карбоксильных и фенольных групп. Широко применяются для ионообмена и сульфированные угли (сульфоуголь К). [c.546]