SU1204232A1 - Способ получени фильтрующего сло дл извлечени из растворов растворенных веществ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способу получени  фильтрующего сло  дл  извлечени  из растворов растворенных веществ и может быть использовано в гидрометаллургии и дл  очистки сточных вод.

Целью изобретени   вл етс  повыщение пропускной способности сло  при сохранении его защитного действи .

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого горизонтально закреплена сетка (фильтрующий элемент) 2, а в нижней части также горизонтально - сетчатые электроды 3. В нижней части аппарата над электродами 3 расположено отверстие 4 дл  входа раствора, а в верхней части (над сеткой 2) - отверстие 5 дл  выхода раствора. Фильтрующий слой б образуетс  под сеткой 2, Вод ной манометр 7 служит дл  измере,ни  падени  давлени  (АР) раствора при прохождении его через фильтрующий слой 6.

Способ реализуетс  следующим образом.

Через отверстие 4 корпус заполн ют раствором неорганического электролита, например раствором серной кислоты, имеющим рН 3. Затем через отверстие 4 в корпус 1 с заданной посто нной скоростью (30- 50 на 1 м горизонтального сечени  корпуса 1) начинают вводить суспензию ионообменных волокон или их смесь с зернистым ионообменным материалом в том же неорганическом электролите. Концентраци  суспензии находитс  в пределах 0,5-3 г/л. Одновременно электроды 3 подключают к источнику посто нного тока. При этом происходит электролитическое разложение воды и на электродах образуютс  микропузырьки водорода и кислорода. Общий объем микропузырьков, образующихс  в единицу времени, регулируют силой тока, подводимого к электродам 3. Оптимальный расход количества электричества составл ет 15-50 Кл на 1 г ионообменных волокон. Смесь ионообменных волокон и оторвавшихс  от электродов всплывающих микропузырьков увлекаетс  током раствора вверх и задерживаетс  сеткой 2, образу  фильтрующий слой 6, а раствор фильтруетс  через слой 6 и сетку 2 и выходит из корпуса 1 через отверстие 5. После достижени  заданной длины и. фильтрующего сло  6 прекращают подавать суспензию ионообменного материала и отключают электроды 3 от источника посто нного тока. Благодар  наличию микропузырьков фильтрующий слой 6 прижат к сетке 2. Через сформированный слой с заданной посто нной скоростью фильтруют раствор, содержащий вещество, которое необходимо сорбировать. Раствор ввод т

в корпус через отверстие 4 и вывод т через отверстие 5. О гидравлическом сопротивлении фильтрующего сло  6 суд т по величине отношени  ЛР/V (где ДР - падение давлени  раствора при прохождении сло  6, измер емое манометром 7; V - скорость фильтровани  на 1 м горизонтального сечени  корпуса 1), а о его защитном действии - по объему V профильтрованного раствора «до проскока, т. е. до по влени  сорбируемого вещества в выход щем через отверстие 5 растворе. При протекании раствора через фильтрующий слой происходит растворение микропузырьков газа и на их месте образуютс  полости, незаполненные частицами ионита, которые обеспечивают более свободный проток раствора, т. е. меньшее его гидравлическое сопротивление и, следовательно , больщую скорость фильтровани  при данном давлении. Хаотическа  ориентаци  волокон в фильтрующем слое один

относительно другого обеспечивает необходимую жесткость сло , сохранение полостей после вымывани  пузырьков и посто нство сопротивлени  в процессе работы фильтра. Расход количества электричества Q составл ет 15-50 Кл на 1 г ионообменных

волокон. При меньщих значени х количество пустот в фильтрующем слое мало, его гидравлическое сопротивление значительно больше , а скорость фильтровани  соответственно меньше и близка к сксфости, получаемой по известному способу. При 50 Кл/г происходит сли ние микропузырьков в слое с образованием крупных полостей и крупных каналов, что уменьшает защитное действие фильтрующего сло .

Размер частиц зернистого ионообменного материала должен быть менее 100 мкм, а их количество не более 20% от массы ионообменных волокон. При более крупных частицах скорость сорбции мала и защитное действие фильтрующего сло  практически не возрастает. При количестве зернистого материала более 20% гидравлическое сопротивление фильтрующего сло  больше и скорость фильтровани  меньше, чем в известном способе.

Пример 1. Готов т суспензию ионообменных волокон ВИОН АН-1 (диаметр волокна 15-20 мкм, длина 1,5 мм) в дистиллированной воде, подкисленной серной кислотой до рН 3. Концентраци  волокна в суспензии составл ет 1 г/л. Фильтрующий слой получают в цилиндрической колонке диаметром 36 мм и высотой 130 мм. Намыв осуществл ют на сетку из нержавеющей проволоки диаметром 0,2 мм с размером отверстий 0,7X0,7 мм. Скорость намыва составл ет

30 м/ч, сила тока 160 мА (Q - 36,2 Кл/г), продолжительность намыва 13,2 мин. В результате намыва образуетс  фильтрующий слой длиной см. Через этот слой со скоростью м/ч фильтруют раствор, сораствора «до проскока (концентраци  не более 0,5 мг/л составл ет ,9 л.

держащий 20 мг/л сорбируемого металла - молибдена и имеющий рН 3.

Падение давлени  при прохождении раствора через фильтрующий слой составл л Г Г Т/ЧД Ч Ш 1 mJlt у WUn л W у ULI.t- I II LfVJет мм вод. ст., что соответствуетп ннмр пп Аи71ктппв ни.п п гтвпп 

гидравлическому сопротивлению лР/У Цесса и данные по фильтрованию ра створа

л мм вод ст. - г ,через полученный фильтрующий слои пред 9 г - . Объем профильтрованного тавлены в таблице

Примеры 2 и 3 аналогичны примеру 1. Конкретные услови  осуществлени  пром/ч

ру 1. При мм вод ст. скорость протока составл ет ,6 м/ч (ДР/У

Пример 4. Фильтрующий слой получают согласно примеру 1, но в суспензию ВИОН

АН-1 ввод т зернистую ионообменную смолу

.4Н-251 крупностью 60-100 мкм в коли- м7ч

честве 14,3% от массы ВИОН AH-L Сорбциюскока V 21 л, а длина фильтрующего сло 

осуществл ют из раствора согласно приме- ,1 см).

,, мм вод. ст. , 11--Т-, объем раствора до прораствора «до проскока (концентраци  не более 0,5 мг/л составл ет ,9 л.

1 mJlt у WUn л W у ULI.t- I II LfVJп ннмр пп Аи71ктппв ни.п п гтвпп 

Примеры 2 и 3 аналогичны примеру 1. Конкретные услови  осуществлени  прору 1. При мм вод ст. скорость протока составл ет ,6 м/ч (ДР/У

м7ч

,, мм вод. ст. , 11--Т-, объем раствора до про

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ включающий пропускание суспензии на основе ионообменных волокон через фильтровальную перегородку, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности слоя при сохранении его защитного действия, пропускание суспензии осуществляют в присутствии микропузырьков, образующихся при электролизе воды при расходе количества электричества 15—50 Кл на 1 г волокна.