Другие методы глубокой очистки веществ

Данное учебное пособие является первой попыткой изложить на современном уровне теорию разделения веществ. Авторы на научном уровне дают классификацию веществ особой чистоты и методов глубокой очистки. Описываются химические, дистилляционные, кристаллизационные и другие методы очистки веществ. [c.344]

Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. В качестве окислителя используется кислород, галогены, в особенности хлор (метод избирательного хлорирования). При использовании кислорода обычно стремятся с его помощью химически связать и удалить примеси, находящиеся в очищаемом веществе. Но иногда лучшая очистка достигается переводом в оксид основного элемента с последующим его восстановлением. [c.12]

Из других химических методов глубокой очистки веществ особого внимания заслуживает метод химических транспортных реакций. Этот метод более подробно будет рассмотрен ниже. [c.15]

Глубокая очистка вещества потребовала усовершенствования известных методов разделения смесей, а также разработки новых методов. Так, например, именно для глубокой очистки вначале металлов, а затем и других веществ в 50-х годах был разработан метод зонной перекристаллизации (зонной плавки), который и в настоящее время широко применяется и в лабораториях, и в промышленности. Совсем недавно предложен метод термодистилляции, позволяющий производить эффективную очистку жидкостей от находящихся в них примесей в виде взвешенных частиц. Развит метод ректификации в режиме [c.9]

Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. В качестве окислителя используется кислород [24—27], галогены, в особенности хлор [28—31] (метод избирательного хлорирования). При использовании кислорода обычно стремятся с его помощью химически связать и удалить примеси, находящиеся в очищаемом веществе. Таким способом в работе [24] удалось снизить содержание некоторых лимитируемых примесей в свинце до 10 —10 %. Но иногда лучшая очистка достигается переводом в окисел основного элемента с последующим его восстановлением [27]. [c.14]

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворимых минеральных и органических примесей. Обьпно механическая очистка предшествует биологическому, физико-химиче-скому или другому методу глубокой очистки. Чаще всего механическая очистка является предварительным, реже — окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ до 90— 95 % и снижение органических загрязнений (по показателю БПКполн) ДО 20— 25 %. Стандартная схема очистки на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования. [c.80]

В настоящее время применяются и другие методы глубокой очистки веществ — ультрафильтрация, термодиффузионный метод, метод транспортных реакций и другие. [c.65]

И. ДРУГИЕ МЕТОДЫ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВ [c.147]

Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. В качестве реагентов при этом часто используются галогены (метод избирательного галогенирования), водород (гидридный метод) и т. д. Весьма перспективным представляется метод термической диссоциации, который используется, например, для выделения ряда чистых металлов из их летучих гидридов. Для получения веществ высокой чистоты с успехом применяется метод химических транспортных реакций. [c.9]

Более широкое применение противоточной кристаллизации из расплава в качестве метода глубокой очистки веществ в определенной степени сдерживается техническими трудностями в создании оптимальных условий осуществления самого процесса, особенно в укрупненном варианте. Однако исходя из уже имеющихся в литературе данных по очистке различных веществ есть все основания ожидать, что с усовершенствованием конструкций кристаллизационных колонн метод противоточной кристаллизации из расплава получит еще большее развитие, в особенности в сочетании с другими методами очистки [304—307]. [c.254]

В основе процессов глубокой очистки веществ лежат методы, использующие какой-либо разделительный эффект, обусловленный различием свойств основного компонента и примеси, например разными энергией связи, летучестью, растворимостью и т. п. Для получения веществ высокой чистоты применяют химические, физико-химические, электрохимические, хроматографические, дистилляционные, кристал-лизационные и другие методы. При этом, за редким исключением [c.314]

В основе процессов глубокой очистки веществ лежат методы, использующие какой-либо разделительный эффект, обусловленный различием свойств основного компонента и примеси, например разными энергиями связи, летучестью, растворимостью и т. п. Для получения веществ высокой чистоты применяют химические, физико-химические, электрохимические, хроматографические, дистилляционные, кристаллизационные и другие методы. При этом, за редким исключением, перечисленные методы комбинируют в виде многоступенчатых процессов. Лишь такой подход позволяет получать вещества заданной степени чистоты. [c.345]

Практически лучшие результаты глубокой очистки вещества получаются на основе комплексного использования различных методов. Наиболее глубокая очистка материалов полупроводниковой техники, как правило, достигается в результате сочетания химических, сорбционных, экстракционных, ректификационных и других методов. Но кристаллизационные методы глубокой очистки занимают особое место и имеют первостепенное значение в технологии полупроводниковых материалов. Они одновременна служат методами глубокой очистки и получения совершенных монокристаллов практически любого размера. Поэтому для ведущих современных полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий и соединений [c.68]

Вещества особой чистоты получают или глубокой очисткой образцов, полученных обычными методами, или выделением особо чистого вещества из другого, более сложного, особой чистоты, или, наконец, путем синтеза сложного особо чистого вещества из простых особо чистых веществ. Во всех случаях необходима глубокая очистка веществ. Для этого используются химические и особенно физико-химические методы дистилляция и ректификация экстракция различными растворителями сорбционные методы (хроматография, ионный обмен на колонках и пр.) кристаллизационные методы (направленная кристаллизация, зонная плавка и др.) электролиз (см., например, рафинирование меди в гл. УИ1, 7) вакуумная дуговая и электронно-лучевая плавка, широко используемая в промышленности для получения чистых циркония, тантала, ниобия, вольфрама и других металлов другие методы. [c.258]

Исследование адсорбции ор1 анических веществ на активных углях из водных растворов в последние годы получило значительный дополнительный стимул в связи с тем, что адсорбция оказалась одним из наиболее экономичных и эффективных методов глубокой очистки промышленных и городских сточных вод, методом, обеспечивающим надежную защиту источников водоснабжения от загрязнения. Так, по зарубежным данным, применение адсорбции на активных углях для очистки городских сточных вод оказалось в два раза более экономичным, чем использование других известных методов, включая и биологические. [c.210]

К достоинствам направленной кристаллизации следует отнести ее относительную универсальность, т. е. возможность очистки различных веществ на одной и той же установке. Недостатками являются периодичность процесса, низкая производительность и высокая стоимость. Наиболее рационально использование направленной кристаллизации, как и зонной плавки, для глубокой очистки веществ, предварительно очищенных другими методами. [c.263]

Выражение (14.1.1.14) бьшо подучено для С а. 1) 1, т. е. для случая глубокой очистки вещества. Дальнейшее развитие данной теории велось со снятием вышеприведенного офаничения и с учетом влияния других факторов на процесс очистки веществ методом противоточной фракционной кристаллизации. В [27] приводится выражение для разделительной способности колонны (для фактора разделения). Оно представляет собой первый определяющий член быстро сходящегося ряда. На рис. 14.1.1.13 сопоставлены экспериментальные значения и результаты расчетов согласно [35] — кривая /, [27] — кривая 2 и по выражению (14.1.1.14) — кривая 3. [c.313]

Химико-термическая обработка (ХТО) находит в последнее время все большее применение как эффективный метод глубокой очистки летучих неорганических веществ. Ее сущность заключается в нагреве паров очищаемого вещества до относительно высоких температур. Из уже прошедших лабораторную проверку или стадию промышленного внедрения можно указать на очистку элементарной серы [1—3], тетрахлорида титана [4, 5], кремния [6] и ряда других веществ [7—9]. [c.98]

Как метод фракционирования, зонная плавка имеет ряд крупных недостатков, из которых основными являются большая продолжительность процесса, низкая производительность и высокая стоимость. Наиболее рационально зонную плавку использовать для глубокой очистки веществ, уже предварительно очищенных какими-нибудь другими методами, хотя бы до концентрации примеси не более одного процента. [c.238]

Преимущества гидридного метода, по сравнению с получением особо чистых элементов из других классов летучих соединений, заключаются в следующем. При термическом разложении освобожденного от примесей гидрида элемент может быть загрязнен только водородом, содержание которого обычно невелико. Гидриды в условиях относительно низких температур сосуществования жидкой и паровой фаз, как правило, инертны по отношению к таким распространенным конструкционным материалам аппаратурного оформления процесса глубокой очистки веществ, как нержавеющая сталь, кварцевое стекло, фторопласт. [c.70]

Помимо рассмотренных методов разделения смесей, перспективными, применительно к задаче глубокой очистки веществ, являются другие физико-химические методы (метод термодиффузии, метод ионного обмена, сорбционные методы, электрохимические методы и т. д.). Рассмотрим некоторые из этих методов. [c.119]

В другом варианте динамического способа обе фазы — ионит и раствор — движутся противотоком по ионнообменной колонке ионит движется вниз, а раствор — вверх. По достижении ионитом низа колонки сорбированные на нем ионы вытесняются ионами специально подобранного реагента в раствор, который движется в противоток твердой фазе. Указанный вариант метода ионного обмена применительно к задаче глубокой очистки веществ, по-видимому, является наиболее перспективным по сравнению с другими вариантами, так как принцип противотока позволяет достичь значительно большего эффекта разделения в колонке. Основная трудность в осуществлении противоточного варианта метода ионного обмена заключается в устройстве для перемещения фаз по колонке с одновременной десорбцией поглощенных в ходе процесса ионов с ионита внизу колонки. [c.137]

Наряду с высокой производительностью, возможностью автоматизации технологического процесса и рядом других положительных сторон ректификация обладает тем ценным для глубокой очистки вещества преимуществом, что позволяет создать полностью герметизированную систему и тем самым исключить влияние атмосферных загрязнений. Этот метод очистки не нуждается также во введении на конечных стадиях процесса каких-либо вспомогательных реактивов или материалов, что всегда чревато опасностью загрязнения целевого продукта. Общий принцип организации глубокой очистки веществ методом ректификации по существу не отличается от обычно принятого в производстве химических реактивов. Основное внимание уделяется организации системы очистки атмосферы и аппаратурному оформлению процесса. [c.134]

В монографии рассмотрены теоретические основы ряда используемых в настоящее время химических и физико-химических методов глубокой очистки веществ. При этом уделяется большое внимание одному из наиболее эффективных методов очистки — методу ректификации, в развитие которого самими авторами внесен значительный вклад. Достаточно подробно изложена разработанная авторами теория другого метода глуб0К011 очистки веществ — метода противоточной кристаллизации из расплава. [c.2]

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности. Сорбционная очистка может применяться самостоятельно и совместно с биологической очисткой как метод предварительной и глубокой очистки. Преимуществами этого метода являются возможнссть адсорбции веществ многокомпонентных смесей и, кроме того, высокая эффективность очистки, особенно слабо-концентрированных сточных вод. Сорбционные методы весьма эффектив- [c.133]

Вопросам охраны окружающей среды уделяется постоянное внимание. Огромные средства выделяются на развитие водного хозяйства и очистку сточных вод промышленных предприятий и городов, на разработку новых более эффективных методов очистки воды. Один из наиболее перспективных методов глубокой очистки природных и сточных вод — сорбция на активных углях и других материалах, позволяющая снизить содержание в воде консервативных биологически неокисляемых органических веществ практически до любой концентрации. [c.4]

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности. Сорбционная очи Стка может применяться самостоятельно и совместно с методом биологической очистки как метод предварительной очистки, так и доочистки. Преимуществами этого метода являются возможность адсорбции веществ многокомпонентных смесёй и, кроме того, высокая эффективность очистки, особенно слабоконцентрированных сточных вод. Сорбционные методы весьма эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей утилизацией и использования очищенных стоков в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Адсорбция растворенных веществ — результат перехода молекулы растворенного вещества из раствора на поверхность твердого сорбента под действием силового поля поверхности. При этом наблюдаются два вида межмолекулярного взаимодействия молекул растворенного вещества с молекулами (или атомами) поверхности сорбента и молекул растворенного вещества с молекулами воды в растворе (гидратация). Разность этих двух сил межмолекулярного взаимодействия и есть та сила, с которой удерживается извлеченное из раствора вещество на поверхности сорбента. Чем больше энергия гидратации молекул [c.124]

Особенносги и границы применимости метода. Современные металлургические методы глубокой очистки веществ основаны на перекристаллизации из расплава. К ним относятся направленная кристаллизация и зонная плавка. Эффективность этих методов зависит от количества и природы примесей, находящихся в исходном материале. Вследствие этого зонную плавку сочетают обычно с другими методами очистки, которые снижают общее количество примесей и удаляют те из них, для которых зонная плавка малоэффективна. В настоящее время методом зонной плавки производят очистку металлов, полупрЬ-водаиков, неорганических солей и органических соединений. [c.91]

СТЬЮ припроведениитермоди фузии ИЛИ ректификации вотдельности, В заключение следует отметить, что, несмотря на часто достигаемый большой эффект разделения, производительность термодиффузионных КОЛОНН в целом очень мала. Это и является причиной ограничения в применении термо диффузионного метода разделения и очистки. Указанный существенный недостаток, к сожалению, не удается устранить, например, путем увеличения сечения колонны или скорости конвекции. В этом случае резко возрастает ВЭТТ и термодиффузионный метод лишается своего основного преимущества — эффективности. Но в целом при получении веществ особой чистоты, производство которых является малотоннажным, низкая производительность термодиффузионного метода в некоторой степени компенсируется его эффективностью. Это дает право на уделение данному методу большого внимания на его применение [160, 161] в практике наряду с другими, широко используемыми методами глубокой очистки веществ. [c.312]

Среди других методов глубокой очистки, представляющих интерес для получения высокочистых веществ, следует назвать экстракцию — метод, основанный на различии в растворимости примесей в двух несмешивающихся жидких фазах, чаще всего водного раствора и органического растворителя электродиализ, применяемый для очистки малорастворимых веществ от примесей электролитов физико-химические методы, такие как избирательное окисление и восстановление, избирательное комплек-сообразование в растворах и др. [c.147]

Дли расчета минимального числа теоретических тарелок идсалЕ.ных смесей нри бесконечном флегмовом числе в периодическом процессе широко распространено приближенное уравнение Фенске [92], которое в применении к глубокой очистке веществ имеет тот же вид, что и ураы1епие Роза, с той лишь разницей, что левая часть имеет дополнител1.ное слагаемое — единицу. Однако для непрерывного процесса оно пропадает и мы снова возвращаемся к выражению (VI. 47) / = а . Пет смысла перечислять другие приближенные методы, так как они Не имеют преимуществ для нан1его случая перед только что рассмотренными. [c.253]

Известно, что при глубокой очистке веществ практически приходится иметь дело не с одной, а с рядом и даже большим числом примесей. Между тем, данные по равновесию жидкость — пар относятся главным образом к бинарным системам. При этом, естественно, исследования проводятся по возможности с наиболее чистыми веществами. Чтобы выяснить, заметно ли влияние других примесных компонедтов на это равновесие, определения а некоторых разбавленных растворов были повторены с техническими продуктами, содержащими до 3% и более примесей [5, 6, 47, 48]. Для этих измерений использовали хроматографию или метод радиоактивных индикаторов, для чего к исследуемому техническому продукту добавляли незначительное количество соответствующего радиоактивного соединения. Было показано (табл. 1-3), что значения коэффициента разделения для технического продукта и для чистого бинарного раствора прак- [c.34]

Соотношения, описанные выше, показывают, что в системах с эвтектикой при охлаждении какого-нибудь жидкого вещества, содержащего в растворенном состоянии лишь небольшое количество посторонних примесей, первоначально будег выкристаллизовываться это вещество в чистом состоянии, а примеси будут концентрироваться в последних порциях расплава. Такие же закономерности наблюдаются почти для всех других систем (кроме случаев образования твердых растворов, 133). На основе этих закономерностей уже давно разработаны способы очистки веществ путем дробной или ступенчатой кристаллизации. В последнее время получил распространение метод глубокой очистки индивидуального веще-стйа от примесей, получивший название зонной плавки. По этому методу предва- [c.337]

Дания по работе с химической литературой [15, 16], указать на наличие популярных статей, например [17—20], или же обратить внимание на то обстоятельство, что в 1981 году вопросам литературной работы химика был посвящен специальный выпуск журнала Всесоюзного химического общества имени Д. И. Менделеева [21]. Тем не менее мы стремились, чтобы книга оказалась полезной и для исследователей, работающих в других отраслях знания. Это нащло отражение не только в стиле изложения, но и в некоторых приме )ах. В то же время стремление использовать оригинальные примеры привело к тому, что основная их масса взята из тех разделов химии, которые связаны с непосредственной работой авторов — глубокой очисткой вещества кристаллизационными методами и спектральным анализом. Это, однако, не означает, что описанные методы применимы только в упомянутых разделах химии. [c.6]

Направленная кристаллизация — сравнительно новый технологический метод, который широко применяется в химической технологии, металлургии и материаловедении для глубокой очистки веществ, концентрирования и равномерного легирования или легвро-вавия с программированным изменением состава. Направленная кристаллизация сочетает в себе возможности получения высокочистых образцов и образцов переменного состава. И те и другие, в свою очередь, являются необходимыми и чрезвычайно удобными объектами для изучения традиционными методами физико-химического анализа. [c.5]

Положительное влияние на работу отрасли оказывала постоянная связь ИРЕА с ГЕОХИ им. В. И. Вернадского АН СССР, ИОНХом им. Н. С. Курнакова АН СССР, ИОНХом АН УССР и другими институтами и вузами в области современных физико-химических методов исследования. Так, совместно с Институтом химии АН СССР (Горький) проводились работы по изучению влияния загрязнений, поступающих из материалов аппаратуры, на процессы глубокой очистки веществ. С Институтом теплообмена АН БССР изучались вопросы теории создания термоджффу-зионной аппаратуры и способов очистки веществ методами жидкостной термодиффузии в комбинации с дистилляционными, сорбционными и другими процессами. [c.321]

Оба способа расчета позволяют вычислить число теоретических тарелок (ЧТТ), которое требуется для получения продукта с заданной степенью чистоты, но процедура соответствующих вычислений является весьма трудоемкой и в том, и в другом способах [3, 175, 176]. Поэтому в дальнейшем метод расчета от тарелки к тарелке подвергся усовершенствованию и упрощению. В результате были разработаны эквивалентные ему графические и графоаналитические методы расчета ЧТТ [177—186], более простые, но требующие геометрических построений, как, например, широкоизвестный метод Мак-Кэба и Тиле [177, 178], или метод с использованием номограмм. Применительно к глубокой очистке веществ, когда обычно требуются высокоэффективные колонны, т. е. колонны с большим числом тарелок, эти методы становятся практически неприемлемыми ввиду возникающих трудностей графического представления. Поэтому для приближенной оценки ЧТТ целесообразнее воспользоваться соответствующей аналитической зависимостью, полученной при тех или иных допущениях [166, 187]. Нетрудно показать, что для случая глубокой очистки веществ эта зависимость преобразуется к более простому и удобному для практических расчетов виду. [c.69]

Рассмотрены пути и методы глубокой очистки МОС. Показана природа примесей в алкильных соединениях и бисареновых т -1 олтлексах метал. юв. На примере ряда МОС показана возможность освобождения целевого вещества от побочных продуктов синтеза и других примесей мето амн ректификации, кристаллизации и др. [c.151]

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки сточных вод. Сорбенты способны извлекать из воды биологически жесткие органические вещества, не удаляемые из нее другими, методами. Высокоактивные сорбенты способны извлекать загрязнякнцие вещества из воды при любых концентрациях до практически нулевых концентраций. Из этого вытекает, что сорбцию следует применять в тех случаях, когда необходима особенно глубокая очистка. Наибольшее распространение в качестве сорбентов получили активные угли, использование которых на стадии доочистки сточных вод позволяет снизить концентрацию органических загрязнений на 90—99 % [26, 27]. [c.16]

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки сточных вод. Эффективность сорбции обусловлена прежде всего тем, что сорбенты способны извлекать из воды многие органические вещества, в том числе и биологически жесткие, не удаляемые из нее другими методами. При использовании высокоактивных сорбентов воду можно очистить от загрязняющих веществ (сорбатав) до практически нулевых остаточных концентраций. Наконец, сорбенты могут извлекать вешества из воды при любых концентрациях, в том числе и весьма малых, когда другие методы очистки оказываются неэффективными. [c.86]