DD143212A5 - Verfahren zum abtrennen von ionen aus einer waessrigen loesung - Google Patents

Description

Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer Beschickungslösung _i .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer Beschickungslösung, wobei die Lösung aufwärts durch eine Kolonne geleitet wird, die ein Bett von gemischten Anionen- und Kationenaustauscherharzen enthält· Das Bett ist in der Kolonne frei aufwärts oder abwärt3 beweglich und wird unter den Arbeitsbedingungen der Austauschstufe als Masse bzw· als Ganzes ("en masse") im gemischten Zustand gehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird angewandt zur Entfernung von Chromat aus chloratreichen Lösungen, die man bei der Herstellung von Alkalichloraten durch Elektrolyse erhält·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Abtrennung spezieller ionischer Bestandteile von wäßrigen Lösungen unter Verwendung von Betten gemischter Ionenaustauscherharze ist ein herkömmliches technisches Verfahren. Häufig bezweckt man mit einer solchen Methode eine Verbesserung der Selektivität oder Kapazität eines Ionenaustauscherharzes durch gründliche Vermischung mit einem zweiten Austauscherharz* In anderen Fällen besteht der HauptsF/eck in der Verbesserung der Stabilität der behandelten -Lösungen unter den beim betreffenden Austausch herrschenden Bedingungen. Pur andere Anwendungszwecke werden Gemische von Austauscherharzen verwendet, in welchen die beiden Harze mehr oder weniger unabhängig mit speziellen Lösungsbestandteilen reagieren und nur aus Zweckmäßigke'itsgründen in einem einzigen Bett vereinigt werden» Wenn das Austauscherharzgemisch bsi einem zyklischen Verfahren bzw» Kreisprozeß eingesetzt wird, müssen Einrichtungen zur Regenerierung jedes Harzes vorhanden sein. Im allgemeinen gehört

10.10.1979 , AP B 01 D/212

eines der Harze dem anionischem, (basischen) Typ und das andere Harz dem kationischen (sauren) Typ an·- Im allgemeinen wird für die Regenerierung des ersteren Harztyps eine alkalische Lösung benötigt* während der letztere Harztyp gewöhnlich mit einer sauren Lösung behandelt wird. Daher sind eine Auftrennimg der Harze in zwei Schichten oder die Entfernung aus dem Bett zur äußeren Regenerierung notwendig· Abhängig vom speziellen Anwendungszweck wurden verschiedene Schemata zur Durchführung des Ionenaustauschzyklus entwikkelt· Am häufigsten wird die Gebrauchs«· oder Erschöpfungsstufe, während welcher der ionische Bestandteil aus der Beschickungslösung entfernt wird, an der abwärts durch das Bett strömenden Lösung vorgenommen. Einer der Hauptgründe für diese Arbeitsweise besteht darin, daß das Bett bei den üblichen Strömungsgeschwindigkeiten zur Pluidisierung neigt, wenn der Strom aufwärts erfolgt. ITach der Gebrauchsstufe wendet man vorzugsweise einen Gegenstrom zur Rückspülung an«, Ein Aufwärtsstrom von Waschflüssigkeit ermöglicht die Entfernung von eingeschlossenen Peststoffen durch Fluidisierung des Bettes. Man kann in den Zyklus v/eitere Stufen einschalten, wie ein "Ansüßen" (sweetening on")j während sich der Ausfluß bis zur gewünschten Qualität ansammelt, ein "Absüßen" ("sweetening off") und Spülungen. Wenn es erwünscht ist, den adsorbierten Bestandteil rückzugewinnen oder zu isolieren, kann eine spezielle Stufe, die häufig als "Abstreifen" bezeichnet wird, erforderlich sein. Bei herkömmliclien, mit einem gemischten lonenaustauscherbett arbeitenden Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus wäßrigen Lösungen, bei welchen die Lösung ab?/ärts durch das Bett geleitet wird, sind bestimmte Probleme aufgetreten. Beispielsweise wegen des Unterschiedes zwischen den spezifischen Gewichten der Austauscherharze und einer Beschickungslösung hoher Dichte sowie in Fällen, bei denen" für eine v/irksame lonenabtrennung geringe Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich sind j neigen die Austauscherharze im Bett zum Aufschwimmen, und es erfolgt eine Materialtrennung«

1O.1O.1S79

AP B 01 D/212 489

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten cyclischen Verfahrens zum Abtrennen von Ionen aus einer Beschickungslösung·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ionenentfernung zu erleichtern ohne Änderung oder Störung der Austauscherharzmischung und ggf. Regenerierung beider Austauscherharze ohne Entmischen des Bettes.

Gegenstand der Erfindung ist ein zyklisches Verfahren bzw. ein Kreisprozeß zum Abtrennen von Ionen aus einer wäßrigen Beschickungslösung durch Leiten dieser Lösung durch eine Kolonne, welche ein Bett von gemischten Anionen- und Kationenaustauscherharzen mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht enthält, wobei der Unterschied der spezifischen Gewichte nicht mehr als etwa 0,2 beträgt und wobei das Bett zur Auf- oder Abwärtsbewegung als Masse in der Kolonne befähigt ist, und anschließend Abtrennen der Ionen vom Bett Lind Regenerieren der Austauscherharze, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) die 3eschickungslösung aufwärts mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit durch das Bett leitet, daß ihr eine das Bett als Masse aufwärts bewegende Wirkung verliehen wird, wodurch Ionen aus der Lösung durch Adsorption an mindestens einem der Austauscherharse entfernt werden,

b) nach Unterbrechung des Stromes der Beschickungslösung durch das Bett eine ionenaufnehmends wäßrige 'Lösung durch das Bett leitet, wodurch die Ionen zumindest im wesentlichen vom Bett abgetrennt werden,

c) nach Unterbrechung des Stromes der ionenaufnahmenden wäßrigen Lösung eine wäßrige Regenerierlösung-durch-das Bett leitet} um das Tonenaustauscherharz, welches die Ionen adsorbiert hat_s zu regenerieren, und

d) nach Unterbrechung des Stromes der wäßrigen Regenerier-lösung die genannten Stufen wiederholt.

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

Der hier für das lonenaustauscherharzbett in der Kolonne verwendete Ausdruck "zur Auf- oder Abwärtsbewegung befä. higt" bedeutet, daß das Bett dazu in der Lage ist, sich als Masse abhängig von seiner Anfangsposition in der Kolonne aufwärts oder abv/ärts zu bewegen, wobei diese Bewegung jedoch durch ein Decksieb, Maschen-Schwinmikügelchen (mesh floating beads) oder dergl· gehemmt v/erden kann· Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man als ionenaufnehmende wäßrige Lösung eine alkalische Lösung, während als wäßrige Regenerierlösung eine Mineralsäurelösung dient·

Bei einer Abwandlung des vorgenannten Verfahrens trennt man nach der zweiten Stufe die gemischten Austauscherharze voneinander, indem man eine !Flüssigkeit, vorzugsweise eine wäßrige Lösung (wie Itfatriumchloridlösung) , aufwärts durch das Bett mit einer Geschwindigkeit leitet, die mindestens dafür ausreicht, die Auftrennung der gemischten Austauscherharze in zwei Schichten aus jeweils einem anderen Austauscherharz herbeizuführen* Anschließend behandelt man die getrennten Schichten des Bettes jeweils zur Entfernung der adsorbierten Ionen und zur Regenerierung der Austauscherharze, wonach man die Austauseherharze v/ieder vermischt, beispielsweise durch Lufteinblasen unter Wasser. Diese Art der Auftrennung gemischter Austauscherharze wird bei bestimmten herkömmlichen Verfahren praktiziert·

Die erfindungsgemäß verwendeten Kationen- und Anionenaustauscherharze können entweder dem Gel-Typ oder dem makroretikulären Typ angehören. In der Literatur, beispielsweise in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Auflage, Bd. II, Seite 871 ff., sind verschiedene Typen von Ionenaustauscherharzen beschrieben« Die Hauptanforderung an die erfindungsgemäß verwendeten Ionenaustauscherharze (außer daß eines ein Anionenaustauscherharz und das andere ein Ka t~ ionenaustauscherharz sein soll) ist die, daß die Harze ein unterschiedliches spezifisches Gewicht aufweisen,wobei der Unterschied nicht mehr als etwa 0,2 beträgt«

10.10.1979

AP E 01/J)- 212

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das gemischte lonenautauscherharzbett in einem Verfahren zum Abtrennen von Chromationen von einer aus der Elektrolyse eines Alkalimetallchlorids stammenden chloratreichen Chloridlösung eingesetzt, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 28 39 894 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird eine chloratreiche Chloridlösung, die Chromationen enthält, zur Entfernung der Chromationen durch ein Bett von gemischten Ionenaustauscherharzen geleitet« Die Austauscherharze bestehen aus einem anfänglich in der Chloridform vorliegenden Anionenaustauscherharz und einem schwachen Kationenaustauscherharz, das anfänglich in der Wasserstofforra. vorliegt, jedoch durch Verdrängung einiger V/asserstoffionen durch Alkalimetallionen (vorzugsweise Natriumionen) konditioniert wird· Nach der Erschöpfung des Bettes wird durch das Bett eine alkalische Lösung (z. B. eine Lösung von etwa 4· % HaOH in 8- bis 12prozentiger Natriumcüloridlösung) zur Entfernung der Chromationen und Umwandlung des Anionenaustauscherharzes in die Hydroxidform geleitet. Anschließend regeneriert man das Bett, indem man eine Mineralsäurelösung (a. B. eine Lösung von .4 % HCl in 8- bis 12prozentiger Natriumchloridlösung) durch das Bett leitet. Während des lonenaustauschprozesses kann das Bett entwässert und mit einer neutralen Salzlösung₃ z. B. 12prozentiger ITatriumchloridlösung, riickgewaschen werden. Mann kann von erfindungsgemäßen Verfahren im allgemeinen Gebrauch machen, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt ist (sind):

1) Das spezifische Gewicht der Beschickungs- oder Ausgangslcsung ist höher als die spezifischen Gewichte der Harze, und das Harzbett ist frei zur Aufwärtsbewegung als Masse in der Kolonne;

2) die spezifischen Gewichte der Austauscherharze- sind

etwas höher als jenes der Beschickungslösung, und die Auf wärt .^geschwindigkeit der Lösung reicht dafür aus, die Aufw-ärtsbewegüng der Harze als IViasse in -der Kolonne herbeizuführen; und

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

3) die spezifischen Gewichte und die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung liegen innerhalb bestimmter Grenzen (so daß das Bett zum Ansteigen neigt), und das Harzbett wird durch bestimmte physikalische Mittel (beispielsweise einen einstellbaren Lösungsauslaß am Niveau der Bettoberfläche, einen ausdehnbaren Luftsack oder einen beschwerten Kolben) am Ansteigen gehindert· Unter Bedingungen, bei denen das Bett anfangs mit der aufwärt sströmenden Beschickungslösung ansteigt (wie oben gemäß 1) und 2)), wird das gemischte Harzbett mit Hilfe bestimmter, geeigneter ,Hemmeinrichtungen (wie eines Siebes oder von Schwimmkügelchen) vom Herausströmen aus der Kolonne abgehalten«

Die obigen Ausführungen zeigen, daß der Durchsatz der das Bett der Austauscherharze durchströmenden Lösungen nur insofern relevant ist, als er ein Problem darstellt, wenn die besagte Lösung ein höheres spezifisches Gewicht als die Austauscherharze aufweist und der Strom der Lösung durch das Bett abwärts erfolgt, d. h., wenn die nach abwärts gerichtete Kraft der Strömung nicht dafür ausreicht, den Auftrieb der Ionenaustauscherharze in einer dichteren Ausgangsflüssigkeit zu überwinden.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei Verfahren (z. B. der elektrolytischen Herstellung von Chloraten) mit folgenden Merkmalen anwendbar:

1) die zu behandelnden Lösungen haben ein' hohes spezifisches Gewicht, insbesondere von mindestens 1,2;

2) die abzutrennende Ionenkomponente hat eine geringe Austauschgeschwindigkeit, welche eine langsame Fließgeschwindigkeit erfordert (z. B* weniger als etwa 0,41

Liter/min/dm Bettquerschnitt bzw. weniger als 1 gal/

min/ft. Bettquerschnitt);

3) die aus der behandelten Lösung zu beseitigende lonenkonzentration ist hoch und erfordert somit eine häufige Regenerierung des Ionenaustauscherharzes;

4) die zu behandelnde Lösung hat einen geringen Peststoffgehalt j so daß nur eine seltene Rückwäsche des Austauscherharzbettes erforderlich ist;

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

5) die Verdünnung der Verfahrensflüssigkeit durch Rückführung der Regenerierlösungen ist nachteilig; und

6) die Rückführung der gelösten Stoffe der Verfahrenslösung en ist vorteilhaft·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Pig. 1 ein Fließschema der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Pig. 2 ein Fließschema nach Fig. 1 mit abgewandelter Regenerierzone.

Das Fließschema der Fig. 1 zeigt zwei Kolonnen 6;12 zur Durchführung alternierender Verfahrenszyklon. Unter der Annahme eines in Betrieb befindlichen Verfahrens wird eine erfindungsgemäß abzutrennende Ionen enthaltende Beschickungslösung 4j welche aus einer Verfahrensstufe 1 (wie jenem der US-PS 3 835 011) erhalten wird, über die Leitung 2 entweder in die Kolonne 6 oder in die Kolonne 12 geleitet (je nachdem, in welcher Kolonne das gemischte Anionen/Kationenaustauscherharzbett 8;14 bereit zur Aufnahme der Beschickungslösung 4 ist). Gemäß Fig. 1 wird die Beschickungslösung 4 in die Kolonne 6 geleitet, welche das gemischte Harzbett 8 enthält, das sich im regenerierten und nötigenfalls konditionierten Zustand befindet. Das Harzbett 8 ist zur Auf- oder Abwärtsbewegung in der Kolonne 6 befähigt; wenn die Beschikkungslösung 4 in die Kolonne 6 eingeleitet wird, steigt das Bett 8 zum oberen Ende der Kolonne 6 empor und wird dort mit Hilfe bestimmter (nicht gezeigter) Einrichtungen, wie eines Siebes oder einer Schicht von Polyäthylenkügelchen, festgehalten. Das gereinigte Produkt wird am Kolonnenkopf gesammelt oder durch ein Rohr abgezogen_? wie allgemein dargestellt ist. Wenn da,s Bett 8 erschöpft ist_ä kann man. die ungereinigte Beschickungslösung 4 zur Zone 10 des verbrauchten Produkts leiten und dann den Strom der Beschickungslösung 4 unterb.re-

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

chen. Wie in der Kolonne 12 gezeigt wird, werden die durch das Harzbett 14 entfernten adsorbierten Ionen vom erschöpften Bett 14 verdrängt, indem man eine geeignete wäßrige Lösimg (z. B. ein anionisches Regeneriermittel 20) mit Befähigung zur Aufnahme der genannten Ionen vom Austauscherharz im Bett 14 durch die Leitung 16 zuführt und abwärts durch das Bett 14 leitet, wodurch dieses in der Kolonne 12 nach unten geschoben wird. Der Strom des Regeneriermittels 20 wird so lange aufrechterhalten, bis alle oder praktisch alle Ionen vom Bett 14 abgestreift worden sind. Anschließend behandelt man das Bett 14 durch Hindurchleiten einer zweiten v/äßrigen Lösung (kationisches Regeneriermittel 24), welche zur Regenerierung der Austauscherharze befähigt ist. Der Strom dieser Regenerierlösung 24 erfolgt vorzugsweise abwärts (wie dargestellt) durch das Bett 14» wie es auch bei den anschließend^ zur Konditionierung der Harze verwendeten Spüllösungen 26 der Pail ist. Die verbrauchten Regeneriermittel 20; 24 und die Spülmittel 26 v/erden in der Zone 18 gesammelt und weitergeleitet zur Abfallbeseitigung oder vorzugsweise zur Verfahrens zone 1, v/o sie mit einem Verfah— rens~Flüssigkeitsstrom vermischt und dadurch wirksam rezirkuliert v/erden. Die Ventile des in Fig. 1 dargestellten Fließschemas werden so eingestellt, daß sämtliche Regenerier- und Spülflüssigkeitsströme 20;24;26 zum Verfahren 1 zurückkehren β Wenn das Bett 14 in der Kolonne 12 empfangsbereit ist, wird die Beschickungslösung 4 von der Kolonne 6 zur Kolonne 12 umgeleitet, und das Verfahren wird wiederholt.

Pig. 2 zeigt ein Fließschema von Abwandlungen der erfindungsgemäß angewendeten Regenerierphase. In der dargestellten Ausführungsform wurden die Austauscherharze 14 der Kolonne erschöpft und'werden nach Beendigung der Zufuhr der Beschikkungslösung 4 zur Auf trennung veranlaßt, indem man das Bett 14 durch die Leitung 30 mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit rückwäscht,- daß die Austauscherharze 14 in eine obere Schicht 14a eines der Harze und eine untere Schicht 14b des anderen Harzes geschichtet werden« In Fig« 2, welche

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

die Regeneriermittelströme 20; 24 für die Kolonne 12 veranschaulicht, sind die Anionenaustauscherharzschicht 14a als obere Schicht und die Kationenaustauscherharzechicht 14b als untere Schicht dargestellt. Diese Schichtung ist jedoch nicht obligatorisch, da das Anionenaustauscherharz 14a je nach dem verwendeten Material auch schwerer als das Kationenaustausch erhar ζ 14b sein kann. Bei der dargestellten Modifizierung wird das Anionenaustauscherharz 14a. durch Behandlung mit einer abwärtsströmenden alkalischen Lösung (Anionenregeneriermittel) 20 regeneriert; eine zusätzliche Leitung ermöglicht die Ableitung der Regenerierflüssigkeit 20, nachdem diese abwärts ausschließlich durch die Anionenaustauscherharzschicht 14a geströmt ist. Nach dieser Stufe wird das saure Regeneriermittel (kationisches Regeneriermittel) 24 durch beide Harzschichten 14a; 14b geleitet, "wie bei der in Pig» 1 dargestellten Ausführungsform werden die Ventile so eingestellt, daß sämtliche Regenerier- und Spüllösungen 20; 24; 26 zum Verfahren 1 zurückgeführt werden. Wahlweise sind Leitungen 28; 30 und Ventile vorgesehen, welche eine getrennte Regenerierung des Anionenaustauseherharzes 14a durch die abwärtsströmende alkalische Lösung 20 und Regenerierung des Kationenaustauscherharzes 14b durch die aufwärtsströmende saure Lösung 24 (wobei die Regeneriervorgange nacheinander oder gleichzeitig erfolgen können) gestatten. Die alkalische und die saure Regenerierflüssigkeit 20; 24 werden beide durch die Leitung 22 abgezogen. Die in Pig. 2 dargestellten Regenerierprozesse sind an sich bekannt. Das nachstehende Beispiel soll die Durchführung des erfindungogemäßen Verfahrens näher erläutern.

Beispiel

Gleiche Teile eines starken Anionenaustauscherharzes vom Get-Typ (Amorlite IRA. 400 mit einem vom Hersteller, Hohm and Plaas Company, angegebenen spezifischen Gewicht von 1,11) und eines schwach^saureii Austauscherharzes vom Gel-Syp (Amberlite IRC 84 mit einem vom Hersteller, Rohm and Haas Com-ρany, angegebenen'spezifischen Gewicht von 1,19) werden in einer Kolonne mit einem Durchmesser von 25»4 cm (10 in,)»

. 10.10.1979

AP B 01 D/212 439

welche mit speziellen lireüLaufleitungen für einen kontinuierlichen Ionenaustauschli'prozeß ausgestattet ist, gründlich vermischte Die Vermischung wird durch Lufteinblasen unter Wasser vorgenommen.

lach der Konditionierung des Bettes zur Bereitstellung einer geeigneten Harzmischung, wobei jedes Harz die richtige Form aufweist, wird eine chloratreiche Chloridlösung, welche Chroniationen enthält und ein spezifisches Gewicht von 1,4 aufweist, aufwärts durch das Bett mit einem Durchsatz von

2 2

etwa 0,20 Liter/min/dm Bettquerschnitt (0,5 gal/min/ft· Bettquerschnitt) geleitet· Wenn die Lösung das Bett nach oben durchströmt, steigen die Harzperlen frei als Masse mit der dichteren flüssigkeit zum Kolonnenkopf empor. Y/enn das Bett erschöpft ist, werden die adsorbierten Chroniationen vom Bett entfernt, indem man durch dieses abwärts eine Lösung von 4 % KaOH in Sprozentiger llatriumchloridlösung leitet· Hach diesem Abstreifvorgang behandelt man das gemischte Harzbett zur Regenerierung durch Hinabströmenlassen einer wäßrigen Lösung von 4 % HOL in etwa 8prozentiger Hatriumchloridlösung. Anschließend spült man das Bett mit einer ·> Uatriumchloridlösung eines spezifischen Gewichts von etwa 1,1· In jeder Abstreif-, Regenerier-, Konditionier- und Spülstufe läßt man die Lösungen abwärts durch das Harzbett strömen, damit die Harzperlen frei aus Masse in der Lösung absinken. ·

Die für das Aufwärtsieiten des Flüssigkeitsstromes durch das Harzbett verwendete Vorrichtung umfaßt ein Sieb, welches die Harzperlen daran hindert, vom Kolonnenkopf herauszufließen.

.Das vorstehend beschriebene Verfahren unterscheidet sich von der herkömmlichen Methode darin, daß in der Gebrauchsstufe ein Aufwärtsstrom erfolgt, die Harze für die Regenerierung nicht getrennt werden und das Bett sich in bzw· als Masse auf- und abwärtsbewegt· Das neue Verfahren hat gegenüber der herkömmlichen Praxis folgende Vorteile: '

1) der Rohr- bzw* Leitungsaufwand wird vermindert;

2) die Anzahl der Verfahrens stufe?) wird herabgesetzt j

3) bezüglich der stark sauren .Beschickungslösung werden

10.10.1979 AP B 01 D/212 489 sichere Bedingungen angewendet;

4) die Anzahl der Spülungen und Rückwäschen wird vermindert, und die Verdünnung der Verfahrensflüssigkeit mit Wasser wird herabgesetzt; und

5) man erzielt eine Verminderung des physikalischen Abriebs und der Schädigung des Ionenaustauscherharzes, welche Vorgänge gewöhnlich durch das Luftbewegen beim Rückvermischen und durch große lionzentrationsschwankungen in der Beschickungs- und VerfahrensIb"sung verursacht werden.

Obwohl das beschriebene Verfahren aufgrund der obigen Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode eine wünschenswerte Verbesserung darstellt, kann man das Verfahren auch mit Vorteil gemäß herkömmlichen Regeneriermethoden modifizieren, um die Menge der Regenerierlösung zu vermindern. Bei dieser Verfahrensweise werden die Harze nach der stroma.uf-

bevorzugte²¹

wärts erfolgenden Gebrauchsstufe gemäß folgendem modifiziertem Prozeß getrennt: Die Zufuhr einer chloratreichen Chloridlösung, welche Chromationen enthält, wird nach der Erschöpfung des Bettes unterbrochen. Das Bett wird ablaufen gelassen, wonach eine Rückwäsche (z. B. mit 12prozentiger ITatriumchloridlosung) durchgeführt wird, bei welcher die Waschlösung aufwärts durch das Bett mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit geleitet wirdj daß die Harze in eine obere und untere Schicht (wobei jede Schicht ein gesondertes Austauscherharz darstellt) aufgetrennt werden. Anschießend behandelt man die Anionenaustauscherharzschicht dadurch, daß man zur Entfernung adsorbierter Chromationen durch die Harzschicht abwärts eine Lösung von 4 % JTaOH in 8- bis 12prozentiger iiatriumchloridlösung leitet, lach der Unterbrechung dieses Abwärtsstromes wird die aus dem Kationenaustauscherharz bestehende schwerermuntere Schicht dadurch behandelt, daß man eine Lösung von 4 % HCL in 8- bis 12prozentiger iJatriumchloridlosung aufwärts hindurchleitet. Diese saure Lösung wird von der Austauschkolomie abgezogen, bevor sie die leichtere obere Schicht des Anionenaustauscherharzes durchströmt, oder die saure Lösung kann ihren Auf- . stieg durch die leichtere Aniononaiistauschorharzschicht am oberen Kolonnenteil fortsetzen. Anschließend spült man die Kolonne (z* B. mit 12p:oosentiger liatriuincliloridlösung) ₃ um die- Harze in die für den näc'isten Behar.dlungszyklus geeig-

10.10.1979

AP B 01 D/212

nete "Form überzuführen·

Obwohl diese Abwandlung der Regenerierung nicht alle Vorteile des Verfahrens aufweist, bei welchem die Harze nicht getrennt werden, wird eine vorteilhafte Verminderung der verwendeten Menge der Regenerierlösung erzielte V/enn die Harze nicht getrennt werden, wird nämlich eine bestimmte . Menge der ersten Regenerierlauge durch Neutralisation des Kationenaustauscherharzes vergeudet. Das Harz muß dann in die saure Form rückverwandelt werden, was wiederum eine Vergeudung von Regeneriersäure darstellt. . In einigen.Päl.len können Austauscherharze gewählt v/erden, welche eine geringere Dichte als eine oder mehrere der zur Behandlung verwendeten, abwärts fließenden Lösungen aufweisen·' Das erfindungsgemäße Verfahren ist immer noch durchführbar, wenn die Geschwindigkeit des Abwärtsstromes genügend groß ist, um die Aufschwimmtendenz der Harze zu überwinden. Umgekehrt kann sogar auch eine Beschickungslösung verwendet werden, deren spezifisches Gewicht etv/as geringer als ;jenes eines (oder beider) der Harze ist, vorausgesetzt, daß die Aufwärtsgeschwindigkeit des Stromes zur Überwindung der Absinktendenz des Harzes ausreicht.

Claims (6)

10.10.1979

A? B 01 D/212

Erfindungsanspruch

1. Zyklisches Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer γ/äßrigen Beschickungslösung durch Leiten dieser Lösung durch eine Kolonne, welche ein Bett von gemischten Anionenund Kationenaustauscherharzen mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht enthält, wobei der Unterschied der spezifischen Gewichte nicht mehr als etwa 0,2 beträgt und wobei das Bett zur Auf- oder Abwärtsbewegung als Masse in der Kolonne befähigt ist, und anschließend Abtrennen der Ionen vom Bett und Regenerieren der Austauscherharze, gekennzeichnet dadurch, daß man

a) die Beschickungslösung aufwärts mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit durch das Bett leitet, daß ihr eine das Bett als Masse aufwärts bewegende Wirkung verliehen wird, wodurch Ionen aus der Lösung durch Adsorption an mindestens einem der Austauscherharze entfernt werden,

b) nach Unterbrechung des Stromes der Beschickungslösung durch das Bett eine ionenaufnehmende wäßrige Lösung durch das Bett leitet, wodurch die Ionen zumindest ini wesentlichen vom Bett abgetrennt werden,

c) nach Unterbrechung des Stromes der ionenaufnehmenden wäßrigen Lösung eine wäßrige Regenerierlösung durch das Bett leitet, um das Ionenaustauscherharz, welches die Ionen adsorbiert hat, zu regenerieren, und

d) nach Unterbrechung des Stromes der wäßrigen Regenerierlösung die genannten Stufen wiederholt.

2_β Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man als ionenaufnehmende wäßrige Lösung eine alkalische

Lö sung verwendet*
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß man als wäßrige Regenerierlösung eine Mineralsäure-

lösung verwendet r.
4* Verfahren nach Punkt 1 bis 3? gekennzeichnet dadurch, daß das spezifische Gewicht der Beschickungslösung

10.10.1979

AP B 01 D/212 489

höher ist als die spezifischen Gewichte der Austauscherharze.

5· Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die spezifischen Gewichte der Austauscherharze das spezifische Gewicht der Beschickungslösung in einem Ausmaß übersteigen, welches nicht größer ist als das durch die Aufwärtsgeschwindigkeit der Beschickungslosung überwindbare Ausmaß.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß man nach Stufe a) und vor Stufe b) eine wäßrige Lösung aufwärts durch das Bett mit einer Geschwindigkeit leitet, die zumindest dafür ausreicht, die Austauscherharze in eine obere Schicht eines der Harze und eine untere Schicht des anderen Harzes zu schichten, und daß man in Stufe b) die ionenaufnehmende Lösung nur durch die die genannten Ionen enthaltende Austauscherharzschicht leitet.

7* Verfahren nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Beschickungslösung eine Chroinationen enthaltende alkalimetallchloratreiche Lösung ist, das Anionenaustauscherharz in der Chloridform vorliegt und das Kationenaustauscherharz ein schwaches Kationenharz in einer konditionierten Wasserstoffform ist.

8. Verfahren nach Punkt 7» gekennzeichnet dadurch, daß man als ionenaufnehmende Lösung eine alkalische Lösung und als Regenerierlösung eine Mineralsäurelösung verwendet.

9« Verfahren nach Punkt 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß man als alkalimetallchloratreiche Lösung eine Efatriumchloratlösung verwendete

10. Verfahren nach Punkt 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß man als ionenaufnehmende Lösung eine alkalische Natriumchloridlösung und als Regenerierlösung eine saure ITatriurachloridlösung verwendet«

Hierzu <L8eiien Zeichnungen