RU2466101C1 - Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) - Google Patents
Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466101C1 RU2466101C1 RU2011109306/05A RU2011109306A RU2466101C1 RU 2466101 C1 RU2466101 C1 RU 2466101C1 RU 2011109306/05 A RU2011109306/05 A RU 2011109306/05A RU 2011109306 A RU2011109306 A RU 2011109306A RU 2466101 C1 RU2466101 C1 RU 2466101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- copper
- nickel
- sorption
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для очистки сточных и промывных вод гальванических производств. Для осуществления способа разделение ионов меди(II) и никеля(II) осуществляют в три стадии с использованием одного вида ионообменной смолы в ОН- форме. На первой стадии проводят сорбцию смеси ионов металлов с обогащением ими фазы сорбента. Предварительно готовят полиамфолит Purolite S950 в ОН- форме и проводят сорбцию смеси ионов двух металлов в противоточной колонне с неподвижным слоем сорбента, для этого снизу пропускают раствор, содержащий исходную смесь. Сорбцию останавливают при появлении в элюате смеси ионов, при этом процесс сорбции контролируют отбором проб, определяя суммарную концентрацию меди(II) и никеля(II) комплексонометрическим методом. На второй стадии проводят элюирование ионов меди(II) раствором глицина, который подают сверху. Элюат, содержащий комплекс глицина и ионов меди(II), собирают в приемник. Полученное комплексное соединение в дальнейшем может быть использовано в качестве пищевой добавки в животных кормах. На третьей стадии проводят полную десорбцию ионов никеля(II) раствором КОН, обеспечивающим регенерацию в исходную форму и готовность полиамфолита к работе. Способ обеспечивает упрощение способа при 100%-ном разделении ионов меди(II) и никеля(II), уменьшение объемов и степени загрязнения сточных вод. 2 ил., 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к очистке сточных вод и водных растворов ионитами и может быть использовано для очистки сточных и промывных вод гальванических производств.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ионообменной очистки сточных вод и водных растворов [Патент РФ № RU (11) 2049073 (13) С1, опубликован 27.11.1995], в основе которого лежит очистка сточных вод и технологических растворов от ионов никеля и меди путем их пропускания через смесь аминокарбоксильного катионита и низкоосновного анионита полимеризационного типа, взятых в соотношении (0,5-1,5):1 соответственно, при этом аминокарбоксильный катионит берут в Kat + или Каt+/Н+-форме, где Каt+-ион щелочного металла или аммония, а низкоосновный анионит берут в ОН- или ОН-/Аn-форме, где An- анион минеральной кислоты.
Недостатком данного способа является недостаточно высокая эффективность разделения и сложность регенерации из-за невозможности установления оптимального соотношения Na:H форм катионита при его регенерации промывной водой, состав которой колеблется и зависит от случайных факторов. Это приводит к неполной реализации емкостных свойств катионита в процессе очистки, а также использование ионитов в водородной форме, что приводит к снижению их емкости по цветным металлам, и кроме того, этот способ требует раздельной регенерации катионита и анионита, что усложняет процесс.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II), позволяющего увеличить емкостные свойства смолы, повысить эффективность разделения исходной смеси, устранить раздельную регенерацию катионита и анионита, исключить из технологического процесса большое количество вспомогательных реактивов, уменьшить объемы и степень загрязнения сточных вод.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II), характеризующийся тем, что разделение ионов меди(II) и никеля(II) осуществляют в три стадии с использованием одного вида ионообменной смолы в OH--форме, на первой стадии проводят сорбцию смеси ионов металлов с обогащением ими фазы сорбента, для этого готовят полиамфолит Purolite S950 в ОH--форме, проводят сорбцию смеси ионов двух металлов в противоточной колонне с неподвижным слоем сорбента, для этого снизу пропускают раствор, содержащий исходную смесь, сорбцию останавливают при появлении в элюате смеси ионов, процесс сорбции контролируют отбором проб, определяя суммарную концентрацию меди(II) и никеля(II) комплексонометрическим методом, на второй стадии проводят элюирование ионов меди(II) раствором глицина, который подают сверху, элюат, содержащий комплекс глицина и ионов меди(II), собирают в приемник, на третьей стадии проводят полную десорбцию ионов никеля(II) раствором КОН, обеспечивающим регенерацию в исходную форму и готовность полиамфолита к работе.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и упрощении разделения смеси ионов меди(II) и никеля(II), исключении из технологического процесса вспомогательных реактивов и упрощении регенерации смолы.
На фиг.1 представлены зависимости отношения концентрации ионов металлов в растворе на выходе из колонны к исходной концентрации (с/с0) от времени сорбции (t, мин) меди(II) (кривая 1) и никеля(II) (кривая 2) на Purolite S950 (ОН-) при 298 К и скорости пропускания 7,5 см3/мин.
На фиг.2 представлена зависимость отношения концентрации ионов металла в элюате к концентрации в смоле (с/с0) от времени десорбции (t, мин) меди(II) (кривая 1) из Purolite S950 раствором глицина со скоростью пропускания 7,5 см3/мин.
Способ ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II) из водных растворов реализуют следующим образом.
Разделение ионов меди(II) и никеля(II) проводится в три стадии: первая стадия - сорбция смеси ионов металлов с обогащением жидкой фазы ионами меди(II) на 10-15%, а твердой фазы смесью ионов металлов, вторая стадия - элюирование глицином с обогащением раствора комплексом, содержащим глицин и ионы меди(II), третья стадия - регенерация смолы с обогащением регенерирующего раствора ионами никеля(II).
В колонну загружают полиамфолит Purolite S950; для перевода смолы в ОН--форму осуществляют ее подготовку: пропускают через слой ионообменника последовательно раствор КОН с концентрацией 0,5 моль/дм3, дистиллированную воду до полного удаления гидроксида калия из межгранульного пространства, полиамфолит переведен в OH--форму и готов к использованию; затем осуществляют сорбцию смеси, для этого снизу пропускают раствор, содержащий смесь ионов меди(II) и никеля(II), на выходе из колонны первыми появляются ионы меди(II), через некоторое время - смесь ионов меди(II) и никеля(II), степень разделения исходного раствора составляет 10-15%, сорбцию прекращают. В течение сорбции через определенные промежутки времени отбирают пробы раствора на выходе из колонны. Суммарную концентрацию ионов металлов в растворе определяют комплексонометрическим методом. Концентрацию ионов никеля(II) в отобранных пробах определяют при помощи специально приготовленной индикаторной бумаги, предварительно пропитанной диметилдиоксимом и высушенной.
На второй стадии осуществляют десорбцию ионов меди(II) из полиамфолита раствором глицина с концентрацией 0,1 моль/дм3 с подачей элюента сверху. Степень концентрирования ионов меди(II) составляет 100%. В течение десорбции проводят анализ отобранных через определенные промежутки времени растворов комплексонометрическим методом и с помощью индикаторной бумаги. После элюирования проводят десорбцию ионообменной смолы раствором КОН с концентрацией 0,5 моль/дм3, при этом одновременно происходит элюирование ионов никеля(II), полиамфолит принимает исходную форму и готов к работе.
Использование сорбента полиамфолитной природы позволяет достичь 100% степени разделения ионов меди(II) и никеля(II), которые имеют схожие физико-химические характеристики. Объемы разделяемых растворов и исходная концентрация ионов могут быть различны, поэтому требуемая производительность ионообменников варьируется, в связи с этим характеристики ионообменных колонн (высота, диаметр, скорость подачи раствора, объем сорбента и т.д.) подбираются для каждого случая отдельно.
Способ ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II) поясняется следующим примером.
Пример. Разделение ионов меди(II) и никеля(II) проводят из водного раствора с содержанием меди(II) 0,071 моль/дм3 и никеля(II) 0,024 моль/дм3, приготовленного растворением навески массой m=13,34 г Сu(NО3)2 и навески массой m=6,98 г Ni(NO3)2·6 Н2O в дистиллированной воде. Сорбцию и десорбцию осуществляют на полиамфолите Purolite S950 в ОН--форме в колоне с внутренним диаметром 56 мм и высотой 158 мм. В колонну загружают полиамфолит Purolite S950, пропускают через слой ионообменника раствор КОН с концентрацией 0,5 моль/дм3, затем дистиллированную воду до полного удаления гидроксида калия из межгранульного пространства. На первой стадии разделения проводят сорбцию, подавая в колонну раствор, содержащий смесь ионов меди(II) и никеля(II) снизу вверх со скоростью 7,5 см3/мин. Отбор проб на выходе из колонны осуществляют через 10 мин с точно фиксируемым временем для дальнейшего построения выходных кривых. Данные о ходе сорбции смеси медь(II)-никель(II) из водного раствора представлены в таблице 1.
Определение суммарной концентрации ионов меди(II) и никеля(II) на выходе из колонны осуществляют комплексонометрическим методом. Для этого в колбу для титрования добавляют 1 см3 анализируемого раствора, добавляют 10 см3 дистиллированной воды (pH раствора=5-6) и нагревают до температуры 80°. После этого добавляют 10 мг мурексида (сухая смесь с NaCl в массовом соотношении 1:100) и титруют 0.01 н. раствором ЭДТА до перехода оранжевой окраски в фиолетовую.
Концентрацию никеля(II) в водном растворе определяют по разнице между суммарной концентрацией ионов металлов и концентрацией ионов меди(II), определенной при помощи полярографа АВС-1.1. Для этого мерной пипеткой отбирают рабочую пробу объемом 25 см3, помещают в выпарную чашку, добавляют 2 см3 раствора азотной кислоты (1:1) и упаривают раствор на электроплитке при слабом нагревании до влажных солей. Кислотную обработку повторяют 2 раза до осветления остатка. Затем к остатку прибавляют 1 см3 соляной кислоты с концентрацией 1 моль/дм3, 1 см3 концентрированной перекиси водорода и упаривают досуха. После охлаждения остаток растворяют в 15 см3 разбавленного фонового раствора, при необходимости раствор подкисляют раствором НСl с концентрацией 1 моль/дм3 до значения pH 2. Затем раствор с разбавленной пробой фильтруют через обеззоленный фильтр, переносят в мерную колбу вместимостью 25 см и доводят до метки разбавленным фоновым раствором. Весь рабочий объем переносят в стеклоуглеродную ячейку и с помощью фторопластовой гайки закрепляют ее в аппарате, определяют концентрацию ионов меди(II). Результаты исследований представлены на фиг.1.
Как видно на фиг.1, происходит совместное поглощение ионов меди(II) и никеля(II) на Purolite S950 (ОН-), разделение происходит не более чем на 10-15%.
Процесс десорбции ионов меди(II) и никеля(II) осуществлялся раствором глицина с концентрацией 0,1 моль/дм3, который подается в колонну сверху вниз, со скоростью пропускания 7,5 см3/мин.
Ранее было установлено, что десорбция ионов никеля(II) данным элюентом невозможна, что позволило провести процесс разделения ионов исследуемых металлов. При этом ионы никеля(II) остаются в смоле, а ионы меди(II) элюируются, образуя с глицином комплексное соединение, которое в дальнейшем может быть использовано в качестве пищевой добавки в животных кормах. Контроль осуществляют отбором проб на выходе из колонны через каждые 10 мин при помощи специально приготовленной индикаторной бумаги. Применение бумаги, предварительно пропитанной диметилдиоксимом и высушенной, позволяет обнаруживать небольшие количества никеля в присутствии меди. На бумагу наносят каплю испытуемого раствора и промывают бумагу разбавленным раствором аммиака. Окрашенные соединения меди растворяются, а розовое пятно соединения никеля остается. Обнаруживаемый минимум ионов никеля(II) - 0,8 мкг. Контроль за процессом элюирования ионов меди(II) осуществляли комплексонометрическим титрованием. Данные о ходе десорбции смеси представлены в таблице 2.
Как видно из фиг.2, степень разделения равна 100%.
Как видно из примера, таблиц и фигур, максимальное разделение ионов меди(II) и никеля(II) осуществляется на стадии десорбции и достигает 100%.
Предлагаемый способ ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II) позволяет: эффективно разделять ионы меди(II) и никеля(II) с близкими значениями СОЕ, ДОЕ и констант сорбции из гидролизатов различного генезиса и биохимических сточных вод сочетанием процессов сорбции и десорбции, получить комплексное соединение ионов меди(II) и глицина, которое в дальнейшем может быть использовано в качестве пищевой добавки в животных кормах, исключить раздельную регенерацию ионита и уменьшить объемы промывных вод.
Claims (1)
- Способ ионообменного разделения ионов меди(II) и никеля(II), характеризующийся тем, что разделение ионов меди(II) и никеля(II) осуществляют в три стадии с использованием одного вида ионообменной смолы в OH--форме, на первой стадии проводят сорбцию смеси ионов металлов с обогащением ими фазы сорбента, для этого готовят полиамфолит Purolite S950 в ОH--форме, проводят сорбцию смеси ионов двух металлов в противоточной колонне с неподвижным слоем сорбента, для этого снизу пропускают раствор, содержащий исходную смесь, сорбцию останавливают при появлении в элюате смеси ионов, процесс сорбции контролируют отбором проб, определяя суммарную концентрацию меди(II) и никеля(II) комплексонометрическим методом, на второй стадии проводят элюирование ионов меди(II) раствором глицина, который подают сверху, элюат, содержащий комплекс глицина и ионов меди(II), собирают в приемник, на третьей стадии проводят полную десорбцию ионов никеля(II) раствором КОН, обеспечивающим регенерацию в исходную форму и готовность полиамфолита к работе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109306/05A RU2466101C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109306/05A RU2466101C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011109306A RU2011109306A (ru) | 2012-09-20 |
| RU2466101C1 true RU2466101C1 (ru) | 2012-11-10 |
Family
ID=47077038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011109306/05A RU2466101C1 (ru) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466101C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114195288B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-08-04 | 中新联科环境科技(安徽)有限公司 | 一种综合性含镍废水与含铜废水的净化方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909944A (en) * | 1988-08-26 | 1990-03-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Removal of metal ions from aqueous solution |
| RU2003708C1 (ru) * | 1992-08-18 | 1993-11-30 | Научно-производственный кооператив "Доминион" | Способ ионообменного извлечени цветных металлов из кислых сред |
| RU2049073C1 (ru) * | 1994-04-21 | 1995-11-27 | Татьяна Евгеньевна Митченко | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля |
| RU2106310C1 (ru) * | 1994-01-21 | 1998-03-10 | Внедренческий научно-экспериментальный центр "Экотур" | Способ ионообменной очистки сточных вод от цветных металлов |
| RU2192300C1 (ru) * | 2001-02-26 | 2002-11-10 | Дагестанский государственный университет | Способ концентрирования и разделения ионов металлов |
| US7109366B2 (en) * | 2001-08-03 | 2006-09-19 | Canadus Technologies Llc | Compositions for removing metal ions from aqueous process solutions and methods of use thereof |
| RU2363746C1 (ru) * | 2008-03-17 | 2009-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Способ селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов |
| RU2008135443A (ru) * | 2006-02-02 | 2010-03-10 | Компанья Вале Ду Риу Досе (Br) | Комбинированный способ использования ионнообменных смол для селективного извлечения никеля и кобальта из эфлюентов выщелачивания |
-
2011
- 2011-03-11 RU RU2011109306/05A patent/RU2466101C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909944A (en) * | 1988-08-26 | 1990-03-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Removal of metal ions from aqueous solution |
| RU2003708C1 (ru) * | 1992-08-18 | 1993-11-30 | Научно-производственный кооператив "Доминион" | Способ ионообменного извлечени цветных металлов из кислых сред |
| RU2106310C1 (ru) * | 1994-01-21 | 1998-03-10 | Внедренческий научно-экспериментальный центр "Экотур" | Способ ионообменной очистки сточных вод от цветных металлов |
| RU2049073C1 (ru) * | 1994-04-21 | 1995-11-27 | Татьяна Евгеньевна Митченко | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля |
| RU2192300C1 (ru) * | 2001-02-26 | 2002-11-10 | Дагестанский государственный университет | Способ концентрирования и разделения ионов металлов |
| US7109366B2 (en) * | 2001-08-03 | 2006-09-19 | Canadus Technologies Llc | Compositions for removing metal ions from aqueous process solutions and methods of use thereof |
| RU2008135443A (ru) * | 2006-02-02 | 2010-03-10 | Компанья Вале Ду Риу Досе (Br) | Комбинированный способ использования ионнообменных смол для селективного извлечения никеля и кобальта из эфлюентов выщелачивания |
| RU2363746C1 (ru) * | 2008-03-17 | 2009-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Способ селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011109306A (ru) | 2012-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Awual | Innovative composite material for efficient and highly selective Pb (II) ion capturing from wastewater | |
| Du et al. | Ammonia removal from aqueous solution using natural Chinese clinoptilolite | |
| El-Sheikh et al. | Effect of oxidation and geometrical dimensions of carbon nanotubes on Hg (II) sorption and preconcentration from real waters | |
| Nuić et al. | Analysis of breakthrough curves of Pb and Zn sorption from binary solutions on natural clinoptilolite | |
| CN104280392A (zh) | 一种离子交换树脂再生度测试方法 | |
| Liu et al. | Advanced analytical methods and sample preparation for ion chromatography techniques | |
| MX2012001531A (es) | Metodo y preparacion de muestras para analisis y cartucho para el mismo. | |
| RU2466101C1 (ru) | Способ ионообменного разделения ионов меди (ii) и никеля (ii) | |
| WO2016024575A1 (ja) | アミノ酸、有機酸及び糖質の分析前処理装置及び分析前処理方法 | |
| Dong et al. | Ammonia nitrogen removal from aqueous solution using zeolite modified by microwave-sodium acetate | |
| CN105688828B (zh) | 一种采用磷酸改性铁树叶制备海水提铀植物-无机复合吸附剂的方法 | |
| KR20170095132A (ko) | 분석물 농축기 시스템 및 이용 방법 | |
| CN104535698A (zh) | 测定再生烟气脱硫溶液阴离子组分的方法及其样品的制备 | |
| Amara-Rekkab et al. | Removal of Cd (II) and Hg (II) by chelating resin Chelex-100 | |
| Bezak-Mazur et al. | The application of sequential extraction in phosphorus fractionation in environmental samples | |
| Salih et al. | Sorption of lead, zinc and copper from simulated wastewater by Amberlite Ir-120 resin | |
| RU2637547C1 (ru) | Способ разделения платины (ii, iv), меди (ii) и цинка (ii) в солянокислых растворах | |
| CN104730162A (zh) | 一种测定磷酸铁中痕量阴离子含量的离子色谱方法 | |
| RU2435755C1 (ru) | Способ ионообменного разделения метионина и глицина | |
| JP2008256636A (ja) | 硝酸態窒素の定量方法、陰イオンの定量方法及び三態窒素の定量方法 | |
| Bleotu et al. | Removal of copper from diluted aqueous solutions using an iminodiacetic acid chelating ion-exchange resin in a fixed-bed column | |
| CN115166097B (zh) | 降低设备损伤及同时分离地质样品中Li、K的方法 | |
| CN203653304U (zh) | 金属离子分离装置 | |
| CN104190110B (zh) | 一种固相萃取过滤器及其制备方法 | |
| Bashammakh | The retention profile of phosphate ions in aqueous media onto ion pairing immobilized polyurethane foam: Kinetics, sorption and chromatographic separation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140312 |