Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Романов Андрей Александрович

Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии
<
Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Романов Андрей Александрович. Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.02 : Екатеринбург, 2004 184 c. РГБ ОД, 61:04-5/2090

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Современные технологии переработки многокомпонентных кислых растворов 6

1.1 Нейтрализация природными материалами 6

1.2 Электрохимические методы 7

1.3 Электродиализ 8

1.4 Получение купоросов 9

1.5 Экстракционные методы 10

1.6 Сорбционные методы 13

1.7 Современные взгляды на химизм поглощения кислот ионитами 16

1.8 Обоснование и постановка задачи исследования 24

ГЛАВА 2. Исследование сорбции минеральных кислот 26

2.1 Методика эксперимента 27

2.2 Химизм поглощения кислот 32

2.2.1 Поглощение кислот из растворов низких концентраций 33

2.2.1.1 Система «высокоосновной анионит - раствор серной кислоты» 33

2.2.1.2 Система «низкоосновной анионит- раствор серной кислоты» 37

2.2.2 Поглощение кислот из растворов высоких концентраций,... 41

2.2.3 Выводы 53

2.3 Изучение влияния различных факторов на сорбцию кислот 54

Выводы по главе 2 74

ГЛАВА 3. Укрупненные лабораторные исследования 75

3.1 Переработка отработанного медного электролита 77

3.2 Переработка «чернового» маточного раствора 83

ГЛАВА 4. Опытно- промышленные испытания 89

4.1 Определение выходных кривых сорбции-десорбции 96

4.2 Материальный баланс работы опытно-промышленной установки 106

4.3 Эксплуатация опытно-промышленной установки, 116

4.3.1. Эксплуатация слоя сорбента 116

4.3.2 Распределение примесей 119

Выводы по главе 4 124

ГЛАВА 5. Промышленные испытания 125

5.1 Промышленная сорбционная установка 125

5.2 Принцип работы сорбционной промышленной установки ... 128

5.3 Автоматизация сорбционной промышленной установки 129

5.3.1 Алгоритм работы промышленной установки 130

5.3.2 Управление промышленной установкой 133

Заключение 139

Список использованных источнков 141

Приложения 153

Введение к работе

Актуальность темы. При гидрометаллургическом производстве

ряда металлов, и получении изделий из них образуются поликомпонентные кислые растворы: отработанные растворы цикла электрорафинирования, гидрометаллургической переработки сырья, маточные, травильные растворы, а также промывные воды купоросных и сернокислотных цехов.

Наряду с повышенным содержанием солей металлов в таких растворах находятся большие количества минеральных кислот. Обычно переработка данных растворов осуществляется путем их нейтрализации, либо выпарки, при этом неизбежно образование больших объемов гидратных осадков, что приводит к затратам на их складирование, к значительным потерям ценных компонентов, а также вредным выбросам в окружающую среду.

Одним из перспективных методов переработки многокомпонентных кислых растворов является сорбция с использованием синтетических ионообменных смол. Способ позволяет отделять ионы металлов от кислот, что открывает возможности полностью утилизировать металлы из таких отходов, возвращать в производство регенерированные кислоты, а также избежать основных трудностей, присущих классическим методам переработки. Преимуществом сорбции является также «встраиваемость» в существующие технологические схемы.

Целью работы является определение основных закономерностей сорбции кислот на различных типах ионитов; обоснование критериев выбора сорбента; исследование поведения сопутствующих компонентов в процессе сорбции; создание схем переработки отработанных кислых растворов с применением ионообменных смол на примере утилизации маточных растворов купоросного производства.

РОСНАЦИОНАЛЬНА*,

БИБЛИОТЕКА |

CnwpfjVT Ал \

4 Научная новизна. Впервые обобщены результаты по сорбции минеральных кислот на ионитах, что позволило предложить механизм их поглощения различными типами сорбентов.

Установлено, что количество поглощаемой кислоты связано с их основностью. Благодаря водородным связям сильнее удерживаются кислоты с большим зарядом кислотного остатка. Для любого вида смол сорбируемость кислоты уменьшается в ряду:

Н3 AsO< > Н3РО4 > H2S04 > HNOj, НС1.

Изучена взаимосвязь структуры сорбентов и способности к поглощению минеральных кислот.

Установлено, что сорбируемость кислот прямо пропорциональна количеству воды, удерживаемой набухшим ионитом. При сорбции происходит обмен молекул воды на молекулы минеральных кислот.

Практическая значимость работы. Сформулированы принципы подбора ионитов для сорбционного обескислочивания. Предложена сорбционная технология по переработке конечных никелевых маточных растворов купоросного цеха ОАО «Уралэлектромедь», прошедшая опытно-промышленные и промышленные испытания.

Методы исследований. Использованы потенциометрический, ИК-спектроскопический, химический методы исследований и анализа.

На защиту выносятся:

  1. Химизм сорбционного поглощения минеральных кислот при различных концентрациях равновесного раствора;

  2. Принцип подбора оптимальных структур ионитов для сорбционного обескислочивания;

  3. Установленные режимы сорбции и десорбции;

  4. Технология сорбционного обескислочивания никелевых маточных растворов купоросных цехов медерафинировочного производства.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международной конференции «Научные проблемы комплексной переработки минерального сырья цветных и черных металлов», Алма-Ата, 2000; на Международном конгрессе, посвященном 300-летию Уральской металлургии «Цветная металлургия — производство меди, никеля, титана и других цветных металлов», В.Пышма, 2001; на конференции молодых ученых ГОУ УПУ-УПИ, Екатеринбург, 2001; на первой молодежной научно-практической конференции «Новые технологии и пути экономии затрат на предприятиях горно-металлургического и-машиностроительного комплексов», В.Пышма, 2003.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 статья, 4 тезиса докладов, получен 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников и 7 приложений. Изложена на 184 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 29 таблиц; библиографический список включает 130 наименований.

Современные взгляды на химизм поглощения кислот ионитами

Сорбция, обладая рядом уникальных свойств, выгодно отличается от традиционных методов и экстракции: простотой аппаратурного оформления, отсутствием токсичных выделений аэрозолей, исключением загрязнения растворов экстрагентами, низкими энергозатратами. В связи с этим она весьма перспективна для утилизации отработанных кислых растворов [83,84].

Как правило, катиониты и амфолиты используют, в основном, для очистки слабокислых или нейтральных сточных вод [85,86]. Интенсивное развитие синтеза позволило создать образцы ионитов пригодных для извлечения цветных металлов из более кислых растворов [4].

Предлагали сбросные растворы ПО «Балхашмедь», содержащие: (г-экв/дм3) 0,86 Си, 0,53 Ni, 1,1 H2SO4, 0,5 H3ASO4, перерабатывать ионообменно-хроматографическим методом, используя каскадную систему из 4-х метровых аппаратов с загрузкой КУ-2-8 [87 — 90]. Достигали практически полного извлечения цветных металлов, а также разделения очищенного раствора на смешанную As - сернокислую и мышьяковую фракции. Объем и состав мышьяковой фракции позволяют организовать производство арсенатов металлов.

Фосфор-содержащие катиониты КФ-1м и СФ-5 использовали для переработки травильных растворов электролампового производства [91]. При этом селективно поглощенный молибден регенерировали 10 — 12% раствором аммиака и после упаривания получали парамолибдат аммония. Очищенный кислый раствор после доукрепления повторно использовали при травлении. Для обеспечения стабильной эксплуатации катионитов, сохранения показателей сорбции, а также для снижения кислотности, поступающие на операцию сорбции исходные травильные растворы разбавляли водой, что осложняло организацию замкнутого водного баланса схемы. Метод ионообменной хроматографии для переработки кислых медно-никелевых растворов предлагали в работе [61]. Используемый при этом амфолит АНКБ-2, полученный путем химического превращения сополимера метилвииилпиридина с дивинилбензолом, способен за счет комплексообразования сорбировать ионы меди из сильнокислых растворов, содержащих 450 г/дм серной кислоты. Это позволило эффективно разделять кислые медно-никелевые растворы на медные и никелевые рафинаты. Однако высокая сорбционная способность амфолита в сильнокислых средах приводит к значительным затруднениям при десорбции. Поэтому регенерацию сорбента проводили высококонцентрированными (до 700 г/дм ) растворами серной кислоты. Из-за высокой стоимости специально синтезированных смол, а также трудностей, возникающих при их регенерации, более целесообразно использовать аниониты для непосредственного извлечения кислот из отработанных растворов. С целью снижения концентрации серной кислоты с одновременным выводом мышьяка, сотрудниками «Казмеханобра» разработан метод [12, 92], основанный на использовании анионообменной смолы АВ-17-8. При пропускании через слой анионита концентрированного раствора серной кислоты, содержащей соли металлов, анионит АВ-17-8 проявляет большее сродство к бисульфат-ионам, чем к катионам металлов. Поэтому последние переходят в фильтрат, а серная кислота, наряду с ионами мышьяка, остается на смоле. Известно [93], что мышьяковая кислота при рН 0-12 находится в растворе в виде различных анионов. При пропускании раствора в зоне обмена достигали глубокого его обескислочивания, тем самым, создавали благоприятные условия для сорбции мышьяка. Его извлекали из фазы смолы при последующей десорбции анионита водным раствором. Однако эффективное разделение компонентов раствора предполагало удаление жидкости из межзернового пространства смолы перед сорбцией и десорбцией. Это достигали за счет сложной поворотной конструкции сорбционной колонны, снабженной коллектором для отдувки слоя сорбента сжатым воздухом. Аппаратурное оформление сорбционной технологии утилизации отработанных кислых растворов усовершенствовано специалистами канадской компании Ecoec Ltd [94-96]. Использование сорбционных колонн с нестандартным соотношением высоты к диаметру, наряду с ai [ионообменной смолой гораздо меньшей крупности, позволило значительно улучшить кинетику сорбционных реакций, а также снизить количество раствора, необходимого для регенерации. Достигнуты высокие коэффициенты разделения кислоты и металлов, а также обеспечено минимальное разбавление получаемых растворов. Технология под названием «Recoflo» позволяет эффективно осуществить разделение кислоты и катионов металлов, получать растворы солей не содержащих серной кислоты, вернуть в технологию образующиеся кислые элюаты. Промышленная установка «Recoflo» по переработке отработанных электролитов успешно работает на медерафинировочном заводе Falconbridge Kidd Creek (Канада). 1.7 Современные взгляды на химизм поглощения кислот ионитами

Исходя из литературных данных, за последние 30 лет детально изучено сорбционное поведение лишь серной кислоты применительно к высокоосновным анионитам. Информация об остальных кислотах носит отрывочный характер.

В ряде работ [97-102] взаимодействие серной кислоты с высокоосновными анионитами изучали в динамических условиях. Навески ионитов в хлоридной форме помещали в плексигласовые стаканчики с пористым дном и приводили в контакт с растворами серной кислоты заданной концентрации (0,005 — 0,5н). При этом, по мнению авторов, на анионите протекает следующая реакция:

От избытка равновесного раствора ионит освобождали отмыванием абсолютизированным спиртом. Количество бисульфат ионов, сорбированных смолой, определяли пд разности содержания ионов водорода в элюате и элюенте. Количество сульфат-ионов рассчитывали по разности между полной обменной емкостью ионита (ПОЕ) и содержанием бисульфат-ионов в смоле.

Система «низкоосновной анионит- раствор серной кислоты»

Далее, за счет поглощения молекул кислоты и вытеснения меди, для всех смол наблюдали значительный рост концентрации металла в фильтрате на фоне низкого содержания серной кислоты. Анионит СН-3 по сравнению с АВ-17 8 и ВП-1П более активно поглощает серную кислоту, что продолжается вплоть до 0,7 удельных объемов.

Резкое увеличение содержания меди в фильтрате для АВ-17 8, не характерное для остальных смол, объясняется гелевой структурой анионита, способствующей лучшему разделению меди и кислоты. Однако хорошие показатели по начальному разделению меди «смазываются» низкой способностью поглощать кислоту. Так, пологий, по сравнению с другими смолами, вид динамической кривой сорбции, наблюдаемый вплоть до 2 уд. объемов, говорит о значительных затруднениях, возникающих при поглощении кислоты.

Дальнейшее поступление исходного раствора приводит к постепенному насыщению сорбента, что отражается в увеличении концентрации серной кислоты на выходе из сорбционной установки. Полное насыщение для всех смол наступает при пропускании —1,6 уд. объемов раствора, при этом состав фильтрата, выходящий из сорбционной установки, полностью соответствует составу исходного раствора.

Десорбцию насыщенных ионитов проводили водой, с постоянной скоростью 0,04 мл/сек, при температуре 20 - 30 С. Перед десорбцией сорбционные колонки после слива электролита продували воздухом для максимального удаления исходного раствора из межзернового пространства смолы.

Для всех ионитов начало выходных кривых десорбции (рис 3.1.3) свидетельствует о вымывании остатков исходного раствора из пор сорбента, а также из межзернового пространства слоя смолы. Более низкое содержание меди в первых порциях элюатов для АВ-17 8, по сравнению с ВП-1П и СН-3, объясняется гелевой структурой сорбента.

Анализ состава дальнейших порций элюата свидетельствует о том, что десорбция серной кислоты протекает несколько медленнее, чем сорбция. Так, для полного насыщения смол необходимо пропустить примерно 2,5 уд. объемов раствора, тогда как для практически полной десорбции требуется 4,5 уд. объемов воды.

Резкое снижение содержания серной кислоты в элюатах, наряду с тянущейся кривой десорбции, полученной для АВ-17 8, подтверждает полученные ранее результаты, что АВ-17 8 имеет среднюю способность поглощать серую кислоту, а также свидетельствует о возникновении диффузионных затруднении при десорбции, вызванных ее гелевой структурой.

Результаты лабораторных исследований для различных ионитов по динамической сорбции серной кислоты из отработанного медного электролита показали: Ионообменным способом удается эффективно отделить ионы меди от серной кислоты; сорбция серной кислоты для всех ионитов протекает быстрее, чем ее десорбция; при сорбции, вместе с серной кислотой в фазу ионита за счет необменного поглощения попадают ионы меди. Их содержание определяется физической структурой матрицы сорбента; гелевая структура матрицы ионита ухудшает показатели сорбции кислоты; низкоосновной пористый анионит СН-3 обладает лучшими кинетическими характеристиками и большей способностью поглощать серную кислоту, чем высокоосновной анионит АВ-17 8 и низкоосновной ВП-1П; низкоосновной анионит СН-3 превосходит свой аналог-анионит ВП-ІП по степени разделения серной кислоты и меди. Проведенные исследования подтвердили, что низкоосновной анионит СН-3 обладает наилучшими характеристиками для сорбционного разделения металлов и серной кислоты среди исследуемых сорбентов. Но, поскольку его синтез в промышленном масштабе еще не освоен, а опытная партия насчитывает лишь 30 кг, ограничились лишь написанием заявки на изобретение, по результатам которой был выдан патент [128], (приложение 5). Для дальнейших испытаний были выбраны более доступные аниониты высокоосновной АВ-17х8 и низкоосновной ВП-1П. С целью выбора сорбентов для переработки «чернового» никелевого маточного раствора испытывали низкоосновной анионит ВП-ІП и высокоосновной анионит АВ-17Х8 (таб. 3.1.1). Испытания проводили по следующей методике: черновой маточный раствор, содержащий (г/дм ): 417,5 H2S04; 29,3 Ni; 57,4 As отфильтровывали от органических включений и пропускали через сорбционную установку (рис ЗЛ.1) со скоростью 0,04 мл/сек, при температуре 20 - 30 С. Общее количество ионита, загруженного в шесть сорбционных колонн, составляло 150 мл (по 25 мл в колонке).

Материальный баланс работы опытно-промышленной установки

При снятии баланса полного цикла «сорбция - десорбция» «черновой» маточный раствор в объеме 3м закачивали в напорный бак на отметку +12м (рис. 4.4). Оттуда самотеком, через систему трубопроводов и вентилей подавали в сорбционные колонны «снизу - вверх». Первые порции фильтрата - «вытесненный раствор» - общим объемом 0,9 м собирали в приемном баке вытесненного раствора, расположенном на нулевой отметке; Последующие порции обескислоченного раствора - «никелевый фильтрат», 1,3м3 , минуя промежуточные емкости, направляли в циркуляционные баки второй стадии отделения обезмеживания; Операцию «донасыщения» низкоосновного анионита ВП-1П проводили в течение 30 минут, при этом выходящий из сорбционных колонн фильтрат возвращали в бак «чернового» маточного раствора; Регенерацию насыщенного анионита ВП-ІП проводили слабокислым раствором («бедным элюатом»), образовавшимся в ходе предыдущего цикла «сорбция - десорбция». «Бедный элюат», предварительно закачанный из бака - сборника с нулевой отметки в напорный бак на отметку +12, самотеком через систему трубопроводов и задвижек поступал в сорбционные колонны сверху вниз. Первые порции «вытесненного маточного раствора» общим объемом 1,3м3 возвращали в бак сборник «чернового» маточного раствора, распо ложенный на нулевой отметке; Последующие порции сильнокислого раствора объемом 0,9м3 направляли в бак - сборник «богатого элюата», который затем перекачивали на нейтрализацию в аппараты колонного типа; Выходящий из сорбционных колонн раствор поступал в бак - сборник «бедного элюата», расположенный на нулевой отметке. При достижении объема равного 1 м , подачу «бедного элюата» в качестве элюента на стадию десорбции прекращали; Взамен «бедного элюата» использовали перекачанный заранее на отметку +12 метров «вытесненный раствор» после сорбции, при этом фильтрат, выходящий из сорбционных колонн, объем которого составлял 0,9 м3 , направляли в бак сборник «бедного элюата», расположенный на нулевой отметке; Стадию десорбции завершали подачей конденсата в сорбционные колонны в объеме 13м ; образующийся при этом слабокислый раствор также направляли в бак сборник «бедного элюата» на нулевую отметку. Контроль за объемом технологических растворов и скоростью их пропускания вели при помощи универсального промышленного счетчика -расходомера «ИПРЭ». По окончании каждого цикла «сорбция-десорбция» фиксировали продолжительность операции, а также проводили отбор проб из основных технологических баков: «чернового маточного раствора» и «богатого элюата». Отбор проб «никелевого фильтрата» осуществляли при помощи системы капельного дозирования, установленной в отводящей магистрали «никелевого фильтрата»; объем усредненной пробы, набираемой за цикл, составлял —1,5 литра.

Каждую порцию раствора тщательно усредняли, после чего анализировали на содержание никеля, меди, серной кислоты и мышьяка согласно [19].

За сутки проведено шесть полных циклов «сорбция-десорбция». Схема движения растворов за один полный цикл работы сорбционной опытно- промышленной установки приведена на рисунке 4.5.

По результатам суточной работы опытно-промышленной установки определена средняя скорость фильтрации на основных стадиях (таблица 4.2.1), а также составлен суточный материальный баланс распределения компонентов по основным продуктам (таблица 4.2.2).

Согласно полученным данным (таблица 4.2.1), наблюдается скачкообразное изменение скорости пропускания растворов на протяжении всего цикла «сорбция-десорбция». Максимальная скорость отмечается на стадии вытеснения воды, что связано с подачей в верхнюю часть колонны более плотных маточных растворов, по сравнению с растворами, находящимися в нижней части колонны. Минимальная скорость возникает на стадии дона-сыщения. Это объясняется увеличением плотности растворов, находящихся в сорбционной аппаратуре и трубопроводах, препятствующей поддержанию высоких линейных скоростей. В среднем скорость пропускания растворов на стадии десорбции выше, чем на стадии сорбции.

Принцип работы сорбционной промышленной установки

Для устранения недостатков узла переработки конечных никелевых маточных растворов, выявленных в ходе опытно-промышленных испытаний и вывода его на промышленную мощность руководству предприятия был предложен вариант промышленной сорбционной установки непрерывного действия. После чего, было принято решение о ее строительстве.

На основе проведенных опытно-промышленных испытаний сорбционной установки были выданы исходные данные для выполнения проекта ее промышленного варианта, К 2001 году закончен монтаж установки и начаты промышленные испытания с использованием анионита винил пиридинового ряда ВП-1П.

Промышленная установка состоит из 7ми колонн соединенных последовательно, двух напорных баков объемом (0,5 м3) каждый, и двух баков приемников (рис. 5.1). Каждая колонна имеет V = 0,57 м , а также 4 верхних и нижних патрубка, снабженных вентилями. Их общее количество составляет 46 шт. Для сокращения длины соединительных трубопроводов и более четкого разделения растворов колонны расположены на минимальном расстоянии друг от друга — по эллипсу, а вентили разнесены на разные уровни (рис. 5.2). Размер используемых колонн, с учетом отношения высоты к диаметру 3:1, составляет: 2 : 0,57 м. Объем их загрузки определяется производительностью по никелевому маточному раствору и составляет 90%. Количество ступеней сорбции (колонок), зависит от кинетических свойств ионита и от качества отделения никеля от серной кислоты.

Семь сорбционных колонн обеспечивают извлечение в никелевый фильтрат: более 70% никеля, менее 20% серной кислоты и 10% мышьяка, а также перевод в богатый элюат до 70% серной кислоты и 80% мышьяка. Главными достоинствами промышленной установки непрерывного действия по сравнению с опытно-промышленной установкой являются: - высокая производительность = 12м3/сутки, (что составляет 110% от производительности никелевого отделения купоросного цеха); - улучшенные показатели разделения ионов металлов от кислот; - небольшой объем требуемой баковой аппаратуры. 5.2 Принцип работы сорбционной промышленной установки Принцип действия узла сорбции основан на том, что в работе постоянно находятся все семь колонн. Причем, их соединение между собой обеспечивает фильтрацию растворов следующим образом: через первых три соседних колонны пропускаются богатые сернокислые никелевые растворы снизу-вверх. Причем, в этой системе реализуются процессы: вытеснения воды из межзернового пространства и трубопроводов, сорбции серной кислоты, получения никелевого фильтрата и донасыщения смолы серной кислотой - все составляющие операции сорбции, которые имели место при работе опытно-промышленной установки. При этом, вытесненная вода из третьей (относительно подачи маточника) колонны направляется в цепь из четырех последовательно соединенных колонн, но уже сверху - вниз. Таким образом, через каждую колонну фильтруются около 2 м3 концентрированного исходного раствора в течение 1,5 часов. Это обеспечивает 99%-ую степень насыщения смолы серной кислотой. Маточный раствор, по отношению к колоннам, подается противотоком. Остальные четыре колонны, относительно подачи маточного раствора, работают в режиме фильтрации растворов сверху - вниз для реализации процессов вытеснения маточного раствора, получения богатого элюата, полной отмывки смолы от кислоты (см. раздел 4.1). При этом смола в колонне, куда подается вытесненный раствор, окончательно отмывается от кислоты и подготавливается к стадии сорбции. Равенство объемов воды, подаваемой на десорбцию и полученного никелевого раствора, следует из результатов опытно-промышленных испытаний. Для десорбции используется конденсат никелевого отделения и раствор, вытесненный из колонны маточником в цикле сорбции (т.е. из каждой третьей по счету колонны, начиная с той, в которую подается исходный маточный раствор). В результате, через каждую колонну пропускается около 3 м3 растворов в течение 2,7 часов. Увеличение длительности контакта смолы с водой связано с тем, что скорость десорбции, как установлено в лабораторных и опытно-промышленных испытаниях, меньше, чем скорость насыщения смолы серной кислотой. Выбранный режим обеспечивает регенерацию смолы в колонне, выводимой затем на стадию сорбции, около 99%. В связи с тем, что ведение технологического процесса переработки конечных маточных растворов связано с большим количеством одновременных переключений запорной аппаратуры - каждые 18 минут необходимо переключить 10-11 вентилей (рис. 5.1), был специально разработан алгоритм синхронного их переключения, на основе которого, впоследствии, создана программа, управляющая работой промышленной установки. Алгоритм работы промышленной сорбционной установки рассмотрим на примере двух шагов переключения запорной аппаратуры. Все вентили закрыты. Баки - дозаторы заполнены до верхнего уровня. Предположительно, на предыдущем этапе, на стадии сорбции работали колонны 7, 1,2, остальные - на десорбции. Т.е. колонна №3 полностью отмыта от серной кислоты, никеля и находится в водной среде. Колонна №7 находится в состоянии после вытеснения маточного раствора. Условные знаки на рисунках 5.3, 5.4: А - вентили магистрали исходного маточного раствора; В - вентили магистрали воды (конденсата); С - вентили магистрали элюата; Д - вентили магистрали никелевого фильтрата; Р - вентили магистрали, соединяющей колонны между собой (верх-низ); К - вентили магистрали, соединяющей колонны между собой (низ-верх).

Похожие диссертации на Изучение сорбции минеральных кислот из растворов цветной металлургии