RU1837950C - Способ очистки водного раствора сульфата цинка - Google Patents

Способ очистки водного раствора сульфата цинка

Info

Publication number
RU1837950C
RU1837950C SU874202444A SU4202444A RU1837950C RU 1837950 C RU1837950 C RU 1837950C SU 874202444 A SU874202444 A SU 874202444A SU 4202444 A SU4202444 A SU 4202444A RU 1837950 C RU1837950 C RU 1837950C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membranes
electrodialysis
zinc
chambers
solution
Prior art date
Application number
SU874202444A
Other languages
English (en)
Inventor
Л.Болл Дональд
А.Д.Боатенг Даниэль
Original Assignee
Коминко Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Коминко Лтд filed Critical Коминко Лтд
Application granted granted Critical
Publication of RU1837950C publication Critical patent/RU1837950C/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/54Controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00Compounds of zinc
    • C01G9/06Sulfates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2642Aggregation, sedimentation, flocculation, precipitation or coagulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2317/00Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02Elements in series
    • B01D2317/025Permeate series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • B01D2321/162Use of acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

Насто щее изобретение относитс  к удалению одновалентных ионов из электро- шта ZnSO/i методом электродиализа,
В процессах восстановлени  цинка из аствора сульфата цинка электролизом не- збходимо будет подвергать электролит эта- iy очистки, чтобы уменьшить содержание в ем примесей, которые оказывают вредные юздействи  на протекание процесса элект- юлиза. В частности, очень важно добитьс  :оответствующего удалени  хлорида, фто- эида и талли .
Хлорид обычно удал ют в виде CuCI, в виде AgCI или в результате экстракции растворител . Хлорид и фторид успешно удал ют методами.предварительного выщелачивани  или промывки кальцинированного концентрата, уносимой газами пыли и т. д. с использованием при этом раствора карбоната натри . Главными недостатками этих методов  вл ютс : неполное удаление галогенидов, об зательное использование дополнительных этапов обработки и высока  себестоимость. Удаление фторида пу00
со XI ю ел о
fe
тем промывки твердых частиц раствором соды  вл етс  дорогосто щей операцией и этот метод не гарантирует полного удалени  ионов фторида из очищенного таким образом электролита сульфата цинка.
Согласно изобретению, Содержащий одновалентные ионы, например хлорида, фторида,талли , натри  и кали ,электролит ZnS04 пропускаетс  через установку электродиализа . Электродиализатор состоит из р да чередующихс  камер или отделений концентрации и разбавлени , которые разделены между собой чередующимис  кати- онными и анионными мембранами, а также из анодных и катодных камер, которые содержат соответственно анод и катод. Анионные и катионные мембраны выбираютс  из соответствующих полупроницаемых дл  одновалентных ионов мембран. Отложение цинка и марганца регулируетс  методами, которые включают в себ  регулирование состава и скорости потока раствора дл  промывки электродов, который циркулирует через анодные и катодные камеры; расположение чередующихс  мембран таким образом , чтобы анодна  камера и катодна  камера отдел лись от смежных камер разбавлени  полупроницаемой дл  одновалентных анионов мембраной; дополнительное введение небольшого количества кобальта и/или сурьмы. Поскольку эффективность удалени  галогенида, например фторида, в определенной степени зависит от величины рН, поэтому необходимо тщательно регули: ровать величину рН электролита в пределах заранее установленного диапазона. Менее жесткое регулирование величины рН требуетс  в том случае, если удаление аниона ограничено хлоридом. В зависимости от концентрации одновалентных ионов в электролите ZnSCM, который предстоит очи-, стить, и/или от требуемой степени чистоты ионов в очищенном электролите процесс электродиализа можно осуществл ть в течение одной или нескольких стадий. За счет выбора соответствующих условий способ по насто щему изобретению может иметь своим конечным результатом эффективное удаление в течение одной или нескольких стадий 90% и даже выше одновалентных ионов из электролита сульфата цинка, особенно ионов хлорида, фторида и талли .
В соответствии с изобретением предусматриваетс  разработка способа очистки электролита из сульфата цинка, содержащего концентрации одновалентных катионов талли , натри  и кали , и одновалентных анионов хлорида и фторида. Этот способ очистки осуществл етс  методом электродиализа и отличаетс  тем. что он включает в
себ  этап подачи электролита из сульфата цинка в камеры разбавлени  электродиализной установки, состо щей из большого количества чередующихс  обменных полупроницаемых дл  одновалентного катиона мембран и обменных полупроницаемых дл  одновалентного аниона мембран, причем сами мембраны очерчивают и определ ют камеры разбавлени  и концентрировани , анодной и катодной камер, сам катод устанавливаетс  в катодной камере, а анод устанавливаетс  в анодной камере; подача в анодную и катодную камеры циркулирующих промывных растворов; этап
5 подачи электрического тока между анодом и катодом при такой величине, чтобы величина плотности соответствующего электрического тока находилась в диапазоне от 10 до 500 А/м , этап поддержани  температуры в
0
электродиализной установке в диапазоне от
О до 60°С; этап подачи электролита с величиной рН менее примерно 5,5; этап пропускани  потоков растворов через камеры разбавлени  и концентрации при линейной
5 скорости, достаточной дл  поддержани  турбулентного потока в упом нутых камерах; этап удалени  разбавител  из упом нутых камер разбавлени  в виде очищенного электролита сульфата цинка с уменьшенны0 ми концентраци ми одновалентных катионов и одновалентных анионов.
Ниже насто щее изобретение будет описано более детально.
Электролит ZnSO из содержащих вы5 щелачивающийс  свинец материалов вместе с серной кислотой подвергаем очистке с целью удалени  из него нежелательных ионов и с целью сделать этот электролит пригодным дл  электролитического выделе0 ни  цинка. Этап очистки включает в себ  так называемую очистку от железа и очистку с помощью цинковой пыли. Способ по насто щему изобретению можно использовать до и после очистки цинковой пыли.
5в катодном и. анодном пространствах
доминирующими реакци ми будут соответственно выделение водорода и кислорода. На аноде и катоде могут осаждатьс  небольшие количества двуокиси марганца и цинка
0 соответственно, Отложение на электродах  вл етс  не желательным и поэтому все отложени  или осаждени  должны удерживатьс  на минимальном уровне. Отложени  можно регулировать и удерживать на мини- B мальном уровне. Отложение можно регулировать и удерживать на минимальном уровне по меньшей мере одним из нескольких способов. Во-первых, этого можно добитьс  за счет расположени  мембран в электродиализной установке таким обра;юм , чтобы анионные мембраны образовы- нали торцевые мембраны, т. е. чтобы эти мембраны располагались р дом с электродными камерами. Во-вторых, отложени  на электродах можно регулировать за счет вы- (юра достаточно сильного или большого потока промывного раствора с регулируемой величиной рН, чтобы свести к минимуму концентрации марганца и цинка. В-третьих, количество отложений, особенно цинка, можно регулировать путем добавлени  небольших количеств растворимой формы по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, включающей в себ  сурьму и юбальт, причем использование того и дру- гого будет особенно эффективным. В дан- юм случае можно использовать промывной fаствор с концентрацией максимально в 100 мг Sb/л и/или промывной раствор с онцентрацией максимально в 100 мг Со/л. Предпочтительные количества добавок на- од тс  в диапазоне от 2 до 10мг Sb/л йот 2 до 5 мг Со/л; при этих уровн х добавок Судет осаждатьс  лишь небольшое количество цинка. И последнее, отложени , осо- (енно цинка, можно регулировать за счет использовани  изготовленного из соответствующего материала катода, чтобы стимулировать выделение водорода на всем г рот жении отложени  цинка. Например, ;л  изготовлени  катода насто тельно рекомендуетс  использовать покрытый гтлати- I- ой титан. Каждый из перечисленных выше способов можно использовать в одиночку I/ ли в комбинации с одним или несколькими также перечисленными способами регули- р овани  отложени  на электродах.
Катодные и анодные пространства или камеры промываютс  с помощью циркулирующих промывных растворов. Ради про- стоты в качестве промывных растворов можно использовать обычные растворы, L иркулирующие в обоих электродных камерах . Промывной раствор можно выбрать из гэуппы, включающей в себ  воду, разбав- ленную серную кислоту и сульфат натри , величина рН которых поддерживаетс  в диапазоне от 0 до 4. В качестве промывного раствора лучше всего использовать подкисленный раствор сульфата натри . Пригод- h ый дл  данного случа  промывной раствор Содержит сульфат натри  в концентрации в диапазоне от 0,1 до 1,0 М с или без добавленного кобальта и сурьмы, а величина рН этого раствора поддерживаетс  в диапазо- не от 2 до 3; дл  более эффективного удалец ни  фтора рекомендуетс  использовать более высокие величины рН. Промывной раствор циркулирует при скорости, доста- т эчной дл  образовани  перепада давлени 
через мембраны менее 150 кПа, а лучше менее 50 кПа. Какую-то часть промывного раствора можно удал ть из циркул ции и замен ть ее в основной равной частью свежего раствора, чтобы концентраци  цинка в прополаскивающем растворе всегда поддерживалась на уровне примерно 150 мг/г или меньше.
Электродиализна  установка может работать с температурами раствора, которые наход тс  в диапазоне от 0 до 60°С, а лучше от 20 до 50°С.
Способ по насто щему изобретению использует питающий электролитный раствор с величиной рН, котора  должна быть меньше примерно 5,5. При использовании растворов с величиной рН выше примерно 5,5 может происходить отложение цинка в виде гидроокиси или в виде основного сульфата цинка. При величинах рН ниже примерно 2 образуютс  и перенос тс  дальше ионы бисульфата . Следовательно,  вл етс  предпочтительным поддерживать величину рН исходного раствора в диапазоне от 2 до 5,5. Удаление фтора будет особенно чувствительным к величине рН, так как при величине рН ниже примерно 3,5 будет происходить образование фтороводорода. Именно поэтому рекомендуетс , чтобы величина рН потоков разбавлени  и концентрировани  находилась на уровне не менее примерно 2, а чтобы усилить удаление фтора величина рН должна находитьс  в диапазоне от 3,5 до 5,5.
Скорость потока растворов через камеры концентрировани  и разбавлени  должна быть таковой, чтобы дл  получени  турбулентности потока было достаточно линейной скорости потока. Потоки растворов через камеры концентрировани  и разбавлени , а также.через анодные и катодные камеры должны быть в основном уравновешены , чтобы можно было поддерживать перепад давлени  через мембраны на уровне, который не превышал бы примерно 150 кПа, а лучше бы чтобы он находилс  в диапазоне от 0 до 50 кПа.
Скорости подачи в электродиализную установку можно выбирать в диапазоне от 2 до 40 л/час-м на каждую мембранную пару; выбранное значение скорости будет зависеть от концентраций примесей и загр зн ющих веществ в самом электролите и от величины плотности посто нного тока.
Процесс удалени  может осуществл тьс  с электрическим током, подаваемым на электроды таким образом, чтобы эквивалентна  плотность электротока мембраны (плотность тока, подаваемого на каждую эффективную или рабочую площадь поверхности мембраны) находилась в диапазоне от 10 до 500 А/м , При плотности электротока ниже 10 А/м2 будет наблюдатьс  слишком медленна  скорость передачи ионов, а при плотности выше 500 А/м2 будет наблюдатьс  слишком медленна  скорость обновлени  или пополнени  одновалентных ионов на диффузионном слое мембраны, что в конечном итоге будет приводить к расщеплению воды и/или к потер м полупроницаемости или избирательной проницаемости. Расщепление воды и потер  полупроницаемости или избирательной проницаемости в основном устран ютс , если-электродиализна  установка использует плотности электрического тока в предпочтительном диапазоне от 50 до 300 А/м .
Хот  электродиализ может осуществл тьс  в течение одного этапа или стадии с целью уменьшени  концентраций одновалентных ионов до желаемого низкого уровн  концентраций,однако может возникнуть необходимость или просто желание иметь более одной стадии электроди.ализа. Если электродиализ осуществл етс  в течение более одной стадии, тогда эти стадии или этапы рекомендуетс  соедин ть между собой последовательно, когда разбавитель, вз тый на одной стадии, используетс  в качестве источника питани  или просто подаетс  в камеры разбавлени  следующей стадии, благодар  чему можно добитьс  еще большего уменьшени  концентраций одновалентных ионов.
В случае необходимости с помощью электродиализа можно добитьс  дополнительной концентрации концентрата. Удаленный из камер концентрации первого этапа или стадии электродиализа концентрат подаетс  в камеры разбавлени  второго или следующего этапа. Подобный ступенчатый режим может оказатьс  нужным и эффективным в плане сокращени  потерь цинка вместе с концентратом, поскольку концентрат обычно выбрасываетс  в виде вытекающего потока после обработки. Разбавитель из такого второго электродиализа концентрата можно возвращать в электродиализ первого этапа в виде исходного материала .
В случае необходимости мембраны можно чистить периодически с целью удалени  с них всех отложений, например сульфата кальци  или фторида или фторида магни . Эти мембраны можно чистить раствором соответствующей кислоты, например 15%-ным раствором уксусной кислоты или. 2 М хлористоводородной кислоты с последующим тщательным прополаскиванием мембран в воде. Электроды можно чистить разбавленной серной кислотой.
Пример 1. Электродиализна  установка включает в себ  несколько чередующихс  полупроницаемых дл  анионов мембран Селемион А и полупроницаемых дл  катионов мембран Селемион С. Эти мембраны обычно располагаютс  таким образом , чтобы полупроницаема  дл  анионов
мембрана находилась р дом с анодным пространством, а полупроницаема  дл  катионов мембрана находилась р дом с катодным пространством, причем обе торцевые камеры, т. е. камеры, которые рэсполагаютс  р дом с электродными пространствами) будут камерами разбавлени .
В анодном и катодном пространствах использовали анодную пластинку из покрытого платиной титана и катодную пластинку
из нержавеющей стали (марки 304) соответственно .
Раствор электролита сульфата цинка, содержащий 150 мг/л СГ, 50 мг/л F и 12 мг/л TI , непрерывно подавалс  на рециркулирующий поток разбавител  при норме 19,5 л/час м2 эффективной площади мембранной пары, т. е. камеры. Поток разбавител  рециркулировалс  через камеры разбавител  при линейной скорости в 5 см/сек.
Вода, в которую дл  повышени  ее электропроводимости добавл ли небольшое количество электролита, рециркулировала через камеры концентрировани  при линейной скорости в 5 см/сек. 0,5 М раствор сульфата
натри , величина рН которого была отрегулирована с помощью серной кислоты до 2, подавалс  при норме 116 л/час-м2 на каждую электродную пару в электродные камеры с целью образовани  здесь промывного
. электрод потока. Промывной поток рецир- кулировал через электродные пространства при скорости, достаточной дл  образовани  и поддержани  перепада давлени  между упом нутым потоком и потоками разбавител  и концентрата на уровне менее 10 кПа. Измеренный перепад давлени  между потоками разбавител  и концентрата должен быть равен 3 кПа.
Посто нный ток проходил между элект-. родами при плотности тока в 174. А/м2. В данном случае происходил отвод потоков разбавител , концентрата и прополаскивающего электрод раствора. Из потока разбавител  в поток концентрата происходила чиста  или суммарна  передача воды пор дка 1,5 л/час-м2 на каждую камеру. Испытание продолжалось 7 часов. В табл. 1 привод тс  результаты измерени  после семичасового периода передачи СГ, F и Tl+, a
акже данные относительно скорости пото- (:ов. величины рН и температур испытани .
П р. и мер 2. С целью дальнейшего повышени  эффективности удалени  фторида повтор ли описанный в примере 1 эксперимент, но со скоростью подачи исходного потока в 9,7 л/час-м2, величина рН на сей раз поддерживалась на уровне 2,8 дл  промывного электродного раствора и при скорости потока в 70 л/час-м . Повы: шение величины рН промывного раствора имело своим конечным результатом соответствующее повышение величины рН потоков разбавител  и концентрата до 3,9 и ,4 соответственно. Эффективность удалени  фторида повысилась до 31 %. Следова- 1ельно, эффективность удалени  фторида можно повысить за счет увеличени  величины рН рециркулирующих растворов разба- tител  и концентрата до величины по меньшей мере приблизительно в 3,5.
Пример 3. С целью уменьшени  количества цинка и марганца, которые с саждаютс  на электродах, были проведены соответствующие испытани . С помощью сборудовани  и в услови х, которые.были списаны в предыдущих примерах, было установлено , что концентраци  цинка и марганца в промывном растворе будут стабильно повышатьс  в зависимости от увеличени  продолжительности процесса слектродиализа.
В соответствии сданным примером ис- г ытани  проводили с различными составами и скорост ми потока промывного раствора сульфата натри . В этот раствор ,с сбавл ли различные количества раствори- N ой формы кобальта, т. е. сульфат кобальта, и растворимой формы сурьмы. Промывной раствор циркулирует через электродные ка- еры со скоростью, вполне достаточной дл  поддерживани  перепада давлени  через кембраны на уровне примерно 10 кПа. Кака -то часть циркулирующего раствора отводитс  и замен етс  свежим раствором. В конце каждого испытани , т. е. после 72 часов, определ ли про.центное содержание цинка и марганца в удаленном растворе.
В табл. 2 суммированы данные относи- тгльно плотности электрического тока, концентрации и величины рН добавлений в прополаскивающий раствор, скорости под- аш свежего раствора, а также об установленных концентраци х цинка и марганца в удаленном прополаскивающем растворе.
В ходе проведени  испытаний №№ 2 и ч количество осажденного на катоде цинка то равно 2050 мг и 560 мг соответственно, тбгда как в испытани х №№ 4 и 5 отмечено незначительное или вообще не было
никаких отложений цинка. Количество осажденного марганца оценивали визуально как постепенно уменьшающеес  от первого испытани  к последнему.
5Из приведенных выше результатов испытани  следует, что за счет использовани  высокой скорости промывного электроды раствора и/или за счет добавлени  небольшого количества сурьмы и кобальта в про- 10 мывной раствор можно уменьшить передачу цинка и марганца в электродные пространства или камеры.
Пример 4. Этот пример иллюстрирует возможность значительного сокращени  от- 15 ложений на электродах за счет расположени  мембран таким образом, чтобы полупроницаемые дл  анион мембраны располагались р дом с электродной камерой и за счет использовани  того исходного мате0 риала изготовлени  катода, который будет стимулировать выделение водорода на всем прот жении осаждени  или отложени  цинка .
При использовании той же электродиа5 лизной установки, что и в предыдущих испы- тани х,.в данном случае поочередно располагались полупроницаемые дл  катионов мембраны Селемион А Р и Селемион СМР (поверхность специально обработана)
0 таким образом, чтобы полупроницаемые дл  анионов мембраны находились р дом с обоими катодными и анодными камерами и чтобы те камеры, которые располагаютс  р дом с электродными камерами были
5 представлены камерами разбавлени . Анод в данном примере изготавливали из покры-. того платиной титана. Используемый в примерах 1 и 2 катод изготавливали из нержавеющей стали, а в примере 3 исполь0 зовали катод из покрытого платиной титана. В примерах 1 и 3 использовали промывной раствор 0,1 М NaaSCM с величиной рН в 2,5, а в примере 2-0,1 М N32S04 с добавкой кобальта в количестве 2 мг/л сурьмы в коли5 честве 2 мг/л с величиной рН в обоих случа х в 2,5. Каждое испытание продолжалось 72 часа. В табл. 3 привод тс  данные относительно плотности электрического тока, скорости потока прополаскивающего рас0 твора, диапазона концентраций цинка и марганца в прополаскивающем растворе за 72-часовой период, а также вес отложений на электроде, собранных за указанный период (72 часа).
5 Следует иметь в виду, что в других испытани х уже было доказано, что мембраны Селемион А Р и Селемион СМР гарантируют получение конечных результатов, которые очень близки тем, которые были получены с мембранами ASV и CSV.
Пример 5. Повторили пример 4 с использованием того же оборудовани  и тех же условий проведени  примера, однако на этот раз после завершени  испытани  промывали электродные пространства или камеры в течение 80 минут циркулирующим раствором 0,5 М серной кислоты. Результирующий или конечный промывочный раствор содержал 210 мг цинка, Этот результат свидетельствует о том, что электродные пространства или камеры можно эффектив-. но очищать на месте.
Пример 6. Этот пример доказывает возможность эффективной обработки электролита с очень высокими концентраци ми галогенида. В данном примере использовали ту же электродиализную установку, что и в примере 4. В табл,4 и 5 суммированы данные относительно условий проведени  испытани  и полученные при этом результаты .
Пример 7. Этот пример иллюстрирует возможность сокращени  потерь цинка на пути движени  от электролита к концентрату за счет проведени  операции электродиализа при более низких плотност х электрического тока.
В. этом примере использовали ту же электродиал изную установку, что и в примере 4, а электролит подавали при скорости 13,6 л/час-м2 на каждую мембранную пару. Плотность электрического тока была равна 50 А/м2. Полученные при этом результаты суммированы в табл. 6.
Скорость передачи воды в концентрат была равна 0,2 л/ч-м2 на каждую мембранную пару. Поток подачи исходного материала содержалIIHHK в концентрации 149 г/л, а скорость передачи цинка потоку концентрата была равна 0,37 моли/Ч -м на каждую мембранную пару.«
Использу  один и тот же электролит, было проведено сравнительное испытание при плотности электротока в 100 А/м . Хот  эффективность удалени  галогенидов при этом увеличивалась до 87% дл  СГ и до 56% дл  F, однако при этом увеличилась и скорость передачи воды до 0,6 л/час м2, хот  при этом увеличилась и скорость передачи цинка до 1 моль/чаС М на каждую мембранную пару.
Пример 8. В этом примере иллюстрируетс  возможность уменьшени  потерь цинка в конечном концентрате, который удал етс  в виде вытекающего после обработки потока, за счет повторной обработки этого концентрата.
Композиционный материал главного потока концентрата- из различных испытаний после его отстаивани  (и осаждени 
селлаита) и с величиной рН в 3,4 обрабатывали в электродиализной установке, описанный в примере 4.
Процесс электродиализа осуществл ли
с плотностью электрического тока в 150 А/м2 и со скоростью подачи электролита в 12,8 л/час М2 на каждую пару мембран. Полученные при этом результаты привод тс  в табл. 7.
0 Скорость передачи воды из потока разбавител  в поток концентрата была равна 0,92 л/Ч М2 на каждую мембранную пару.
Пример 9. Этот пример иллюстрирует процесс передачи различных элементов в
5 электролите сульфата цинка в процессе осу- ществлени  электродиализа. Типичный электролит может-содержать Zn, Mg, Mn, Ca, Na, К, Cl, F, Tl и т, д. в основном представлен сульфатной системой. Распределение эле0 ментов в течение электродиализа иллюстрируетс  нижеследующими испытани ми, результаты которых суммированы в табл. 8; в табл. 9 привод тс  составы потока и величины рН. Во всех трех испытани х исполь5 зовали мембраны Неосепта CMS и ACS.
Из приведенных в табл. 9 данных  сно, что  вл етс  предпочтительным передавать одновалентные ионы (Ра+, , Т1+, СГ и F), которые наход тс , в растворах подачи ис0 ходного материала, а поток концентрата, что будет способствовать их удалению из электролита питани , а следовательно и более чистому состо нию самого электролита .
5

Claims (4)

  1. Формула изобретени  1. Способ очистки водного раствора сульфата цинка от ионов талли , натри , кали , хлора и фтора, отличающийс  тем,
    0 что, с целью увеличени  степени очистки, очистку ведут электродиализом в электродиализаторе , между анодом и катодом которого размещены анионообменные и катионообменные мембраны, образую5 щие камеры концентрировани  и разбавлени , с подачей в камеры разбавлени  исходного раствора, мембраны имеют матрицу сополимера из стирола и дивинилбен- зола с активными группами в количестве
    0 3 - 4 миллиэквивалентов на 1 г сухой смолы , причем активные группы дл  катионо- обменных мембран выполнены из сульфогрупп, а дл  анионообменных мембран из четвертичных аммониевых групп
    5 через электродные камеры подают циркулирующие промывные растворы сульфата натри , исходный раствор подают на обработку с рН 2 - 5,5 и электродиализ ведут . при температуре 0 - 60°С и плотности тока 10-500 А/м2.
  2. 2.Способ поп. 1,отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности за счет устранени  осадкообразовани  на электродах, используют раствор сульфата натри  концентрацией 0,1 - 1,0 М, который дополнительно содержит водорастворимые соли кобальта в количестве 10 - 100мг/л и сурьмы в количестве 5- 100мг/л.
  3. 3.Способ по пп. 1 и 2. отличающий с   тем. что процесс ведут при поддержании концентрации ионов цинка в циркулирующих промывных растворах не более 150мг/л.
  4. 4. Способ по пп. 1-3, отличающий с   тем. что исходный раствор сульфата цинка подают в камеры разбавлени  со скоростью 2 -40 л/час м2 мембраны при рН 3,5 - 5,5, циркулирующие промывные электродные растворы подают с рН 0 - 4. преимущественно 2 - 3, и электродиализ ведут
    при плотности тока 40 - 300 А/м2 и температуре 20 - 50°С.
    Таблица 1
    Таблица 2
    Таблица 3
    Мелкие осаждени , образованные в отводимых потоках концентрата. Было установлено , что это осаждение состоит в основном из MgF2. Наличие этого осаждени   вл етс  причиной более низкой, чем ожидалось, концентрации фторида в потоках концентратов.
    yl
    Выпавший в осадок MgF2
    Таблица 4
    Т а б ли ц а 5
    Таблица 6
    Выпавший в осадок MgF2
    Таблица 7
    Таблица 8
    Таблица 9
SU874202444A 1986-04-22 1987-04-21 Способ очистки водного раствора сульфата цинка RU1837950C (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA000507254A CA1258654A (en) 1986-04-22 1986-04-22 Method for the removal of monovalent ions from znso.sub.4 electrolyte by electrodialysis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1837950C true RU1837950C (ru) 1993-08-30

Family

ID=4132935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874202444A RU1837950C (ru) 1986-04-22 1987-04-21 Способ очистки водного раствора сульфата цинка

Country Status (21)

Country Link
US (1) US4715939A (ru)
EP (1) EP0247713B1 (ru)
JP (1) JPS62297484A (ru)
KR (1) KR880012254A (ru)
CN (1) CN87102881A (ru)
AT (1) ATE56890T1 (ru)
BG (1) BG60243B2 (ru)
BR (1) BR8701889A (ru)
CA (1) CA1258654A (ru)
DE (1) DE3765180D1 (ru)
ES (1) ES2017715B3 (ru)
FI (1) FI83790C (ru)
GR (1) GR3001084T3 (ru)
IN (1) IN168722B (ru)
MX (1) MX170865B (ru)
NO (1) NO871362L (ru)
PT (1) PT84727B (ru)
RU (1) RU1837950C (ru)
TR (1) TR22897A (ru)
YU (1) YU72487A (ru)
ZA (1) ZA872477B (ru)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0310554A1 (de) * 1987-10-01 1989-04-05 Alusuisse-Lonza Services Ag Verfahren zur Verringerung von Verunreinigungen in Laugen beim Bayer-Prozess
US5110432A (en) * 1989-04-14 1992-05-05 Cominco Ltd. Method for separating dissolved species by electrodialysis
CH677325A5 (ru) * 1989-04-28 1991-05-15 Asea Brown Boveri
US5250159A (en) * 1991-06-12 1993-10-05 The Graver Company Bipolar membrane stack and method for producing acid and monovalent base from impure salt
DE4131794A1 (de) * 1991-09-24 1993-03-25 Metallgesellschaft Ag Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von abfallschwefelsaeure
US5567293A (en) * 1994-12-22 1996-10-22 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Electromembrane processes for the treatment of kraft mill electrostatic precipitator catch
US5536384A (en) * 1995-02-14 1996-07-16 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Separation of sulphides from pulping liquors by electrodialysis
US5968326A (en) * 1997-04-11 1999-10-19 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Composite inorganic-polymer thin film cation-selective membrane, method of fabricating same and applications
GEP20053722B (en) * 2001-10-12 2006-01-10 Flexsys Bv Process for Improving the Purity of Quaternary Ammonium Hydroxides by Electrolysis in Two-Compartment Cell
US7807028B2 (en) * 2005-03-09 2010-10-05 Xstrata Queensland Limited Stainless steel electrolytic plates
KR20110019573A (ko) * 2009-08-20 2011-02-28 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치
KR101688530B1 (ko) * 2009-12-21 2016-12-21 삼성전자주식회사 전기 흡착 탈이온 장치
KR20110080893A (ko) * 2010-01-07 2011-07-13 삼성전자주식회사 탈이온 장치
CN102807266B (zh) 2011-05-31 2014-12-10 通用电气公司 超级电容脱盐单元、装置和方法
US9637397B2 (en) 2011-10-27 2017-05-02 Pentair Residential Filtration, Llc Ion removal using a capacitive deionization system
US9695070B2 (en) 2011-10-27 2017-07-04 Pentair Residential Filtration, Llc Regeneration of a capacitive deionization system
US8671985B2 (en) 2011-10-27 2014-03-18 Pentair Residential Filtration, Llc Control valve assembly
US9010361B2 (en) 2011-10-27 2015-04-21 Pentair Residential Filtration, Llc Control valve assembly
US8961770B2 (en) 2011-10-27 2015-02-24 Pentair Residential Filtration, Llc Controller and method of operation of a capacitive deionization system
JP5924055B2 (ja) * 2012-03-21 2016-05-25 住友金属鉱山株式会社 硫酸ニッケル水溶液の精製方法
CN103572051A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 吴鋆 一种硫酸锌溶液的脱氯方法
CN104399430B (zh) * 2014-09-26 2016-05-25 中南大学 一种应用于电解硫酸锌溶液中除氟的复合除氟材料的制备方法
CN106345304A (zh) * 2016-11-16 2017-01-25 中国科学院青海盐湖研究所 一种阴极液保护型电渗析装置
CN109012761B (zh) * 2018-08-29 2021-10-29 中国科学技术大学先进技术研究院 一种单价阴离子选择性分离膜及其制备方法
CN116287729B (zh) * 2023-03-02 2024-10-11 中南大学 一种基于碳酸钠的铊分离方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA797733A (en) * 1968-10-29 Petrovich Giganov Georgy Method for purification of zinc sulphate solutions
CA892479A (en) * 1972-02-08 The Bunker Hill Company Process of selective fluorine removal from zinc concentrates and manganese dioxide
US903732A (en) * 1908-04-16 1908-11-10 Frederick Laist Copper-leaching process.
US1403065A (en) * 1920-03-16 1922-01-10 Electrolytic Zinc Company Recovery of zinc by electrolysis
US1901592A (en) * 1929-01-29 1933-03-14 Gyro Process Co Method for heating oil
NO126852B (ru) * 1970-07-24 1973-04-02 Norske Zinkkompani As
US3673067A (en) * 1970-11-23 1972-06-27 Continental Oil Co Removal of molecular halogen from solution by passage through a membrane
US3958986A (en) * 1974-05-30 1976-05-25 Gunnar Thorsen Process for recovery of zinc values from zinc waste
GB1484819A (en) * 1974-06-17 1977-09-08 Mines Fonderies De Zinc Vieill Process for removing chloride ions from an aqueous solution of zinc sulphate
US3926759A (en) * 1975-02-06 1975-12-16 Pitt Metals And Chemicals Inc Process for recovering tin salts from the waste rinse water of a halogen tin plating process
DE2513689A1 (de) * 1975-03-27 1976-10-07 Krupp Gmbh Verfahren zur gewinnung von wertstoffen aus hydrothermalen erzschlaemmen
US4111772A (en) * 1975-05-22 1978-09-05 Pitt Metals And Chemicals, Inc. Process for electrodialytically controlling the alkali metal ions in a metal plating process
JPS5437731A (en) * 1977-08-30 1979-03-20 Fuji Photo Film Co Ltd Method and apparatus for controlling halogen ion concentration in photographic processing solution
US4263109A (en) * 1980-03-31 1981-04-21 Cominco Ltd. Precipitation of chloride from zinc sulphate solution
US4325792A (en) * 1981-03-09 1982-04-20 Vaughan Daniel J Purification process
DE3314877A1 (de) * 1983-04-25 1984-10-25 Minemet Recherche, Trappes Verfahren zur behandlung einer entnahmeloesung, insbesondere fuer ein zinkextraktionsverfahren auf elektrolytischem weg
US4636295A (en) * 1985-11-19 1987-01-13 Cominco Ltd. Method for the recovery of lithium from solutions by electrodialysis

Also Published As

Publication number Publication date
PT84727A (en) 1987-05-01
CA1258654A (en) 1989-08-22
BG60243B1 (bg) 1994-03-24
FI871696A (fi) 1987-10-23
EP0247713A1 (en) 1987-12-02
FI871696A0 (fi) 1987-04-16
YU72487A (en) 1988-04-30
FI83790B (fi) 1991-05-15
TR22897A (tr) 1988-10-24
DE3765180D1 (de) 1990-10-31
BR8701889A (pt) 1988-02-02
ATE56890T1 (de) 1990-10-15
CN87102881A (zh) 1988-01-20
BG60243B2 (en) 1994-03-24
PT84727B (pt) 1989-12-29
GR3001084T3 (en) 1992-04-17
ES2017715B3 (es) 1991-03-01
NO871362D0 (no) 1987-04-01
JPS62297484A (ja) 1987-12-24
MX170865B (es) 1993-09-21
AU6042586A (en) 1987-10-29
EP0247713B1 (en) 1990-09-26
AU582002B2 (en) 1989-03-09
ZA872477B (en) 1988-04-27
FI83790C (fi) 1991-08-26
NO871362L (no) 1987-10-23
US4715939A (en) 1987-12-29
IN168722B (ru) 1991-05-25
KR880012254A (ko) 1988-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1837950C (ru) Способ очистки водного раствора сульфата цинка
EP0503589B1 (en) Electrodialysis reversal process and apparatus with bipolar membranes
US4636295A (en) Method for the recovery of lithium from solutions by electrodialysis
US5352345A (en) Ion exchange resin regenerant waste recovery and recycling via bipolar membranes
EP0604968A2 (en) A method of producing water having a reduced salt content
CN87103274A (zh) 5-芳烷基-4-烷氧基-2(5h)-呋喃酮,中间产物及其制备方法以及作为药物的使用
JPS60106583A (ja) 沈殿可能な材料と酸及び/又は塩基を含む水性流の処理方法
EP0149917B1 (en) Electrodialytic conversion of multivalent metal salts
JP4131991B2 (ja) 浸出方法
AU610158B2 (en) Process for reducing the impurities in lyes in the bayer process
US5064538A (en) Membrane process for acid recovery
CA1272982A (en) Method for the recovery of lithium from solutions by electrodialysis
JPH0780253A (ja) 電気透析精製法
US5110432A (en) Method for separating dissolved species by electrodialysis
JP2824537B2 (ja) ヒドロキシルアミンの製造方法
JPH0824586A (ja) 硝弗酸洗浄廃液の電気透析処理方法及びその装置
US3398078A (en) Recovery of glutamic acid values by electrodialysis
CA2033545A1 (en) Method for the removal of monovalent ions from metal sulfate solutions
Ball et al. Method for removal of monovalent ions from ZnSO4 electrolyte by electrodialysis
EP0392875B1 (en) Method for separating dissolved species by electrodialysis
JPH05293339A (ja) 廃硫酸の処理方法及び装置
JPH08966A (ja) 電気透析精製法
JP4531213B2 (ja) 脱塩装置
JPH1121689A (ja) 高純度銀の製造方法
CA2028300C (en) Membrane process for acid recovery