DE2917277A1 - Verfahren zum abtrennen von ionen aus einer waessrigen loesung - Google Patents
Verfahren zum abtrennen von ionen aus einer waessrigen loesungInfo
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Description
DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER -Patentanwälte
München. 27. April 1979
Postanschrift / Postal Addreae Poitfach 8ΘΟ1ΟΘ, 8OOO Manchen 8β
Telefon 983323
Telex: (O) 523003
IR 2327
PENNWALT CORPORATION Philadelphia, Pennsylvania, V.St.A.
Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer wässrigen Lösung
809845/0943
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer Beschickungslösung, wobei die Lösung aufwärts
durch eine Kolonne geleitet wird, die ein Bett von gemischten Anionen- und Kationenaustauscherharzen enthält.
Das Bett ist in der Kolonne frei aufwärts oder abwärts beweglich und wird unter den Arbeitsbedingungen der Austauschstufe
als Masse bzw. als Ganzes ("en masse") im gemischten Zustand gehalten.
Die Abtrennung spezieller ionischer Bestandteile von wässrigen Lösungen unter Verwendung von Betten gemischter Ionenaustauscherharze
ist ein herkömmliches technisches Verfahren. Häufig bezweckt man mit einer solchen Methode eine Verbesserung
der Selektivität oder Kapazität eines Ionenaust'auscherharzes
durch gründliche Vermischung mit einem zweiten Austauscherharz. In anderen Fällen besteht der Hauptzweck in
der Verbesserung der Stabilität der behandelten Lösungen unter den beim betreffenden Austausch herrschenden Bedingungen.
Für andere Anwendungszwecke werden Gemische von Austauscherharzen verwendet, in welchen die beiden Harze mehr
oder weniger unabhängig mit speziellen Lösungsbestandteilen reagieren und nur aus Zweckmässigkeitsgründen in einem einzigen
Bett vereinigt werden. Wenn das Austauscherharzgemxsch bei einem zyklischen Verfahren bzw. Kreisprozess eingesetzt
wird, müssen Einrichtungen zur Regenerierung jedes Harzes vorhanden sein. Im allgemeinen gehört eines der Harze dem
anionischen (basischen) Typ und das andere Harz dem kationischen (sauren) Typ an. Im allgemeinen wird für die Regenerierung
des ersteren Harztyps eine alkalische Lösung benötigt, während der letztere Harztyp gewöhnlich mit einer
sauren Lösung behandelt wird. Daher ist eine Auftrennung der Harze in zwei Schichten oder die Entfernung aus dem Bett zur
äusseren Regenerierung notwendig.
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Abhängig vom speziellen Anwendungszweck wurden verschiedene Schemata zur Durchführung des Ionenaustauschzyklus entwickelt
Am häufigsten wird die Gebrauchs- oder Erschöpfungsstufe, während welcher der ionische Bestandteil aus der Beschikkungslösung
entfernt wird, an der abv/ärts durch das Bett strömenden Lösung vorgenommen. Einer der Hauptgründe für
diese Arbeitsweise besteht darin, dass das Bett bei den üblichen Strömungsgeschwindigkeiten zur Fluidisierung neigt,
wenn der Strom aufwärts erfolgt. Nach der Gebrauchsstufe wendet man vorzugsweise einen Gegenstrom zur Rückspülung
an. Ein Aufwärtsstrom von Waschflüssigkeit ermöglicht die Entfernung von eingeschlossenen Feststoffen durch Fluidisierung
des Bettes. Man kann in den Zyklus weitere Stufen einschalten, wie ein "Ansüssen" ("sweetening on"), während
sich der Ausfluss bis zur gewünschten Qualität ansammelt, ein "Absüssen" ("sweetening off") und Spülungen. Wenn es
erwünscht ist, den adsorbierten Bestandteil rückzugewinnen oder zu isolieren, kann eine spezielle Stufe, die häufig
als "Abstreifen" bezeichnet wird, erforderlich sein.
Bei herkömmlichen, mit einem gemischten Ionenaustauscherbett arbeitenden Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus wässrigen
Lösungen, bei welchen die Lösung abwärts durch das Bett geleitet wird, sind bestimmte Probleme aufgetreten. Beispielsweise
wegen des Unterschiedes zwischen den spezifischen Gewichten der Austauscherharze und einer Beschickungslösung
hoher Dichte sowie in Fällen, bei denen für eine wirksame Ionenabtrennung geringe Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich
sind, neigen die Austauscherharze im Bett zum Aufschwimmen und es erfolgt eine Materialtrennung.
Gegenstand der Erfindung ist ein zyklisches Verfahren bzw. ein Kreisprozess zum Abtrennen von Ionen aus einer wässrigen
Beschickungslösung durch Leiten dieser Lösung durch eine Kolonne, welche ein Bett von gemischten Anionen- und Kationen-
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austauscherharzen mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht enthält, wobei der Unterschied der spezifischen Gewichte
nicht mehr als etwa 0,2 beträgt und wobei das Bett zur Aufoder Abwärtsbewegung als Masse in der Kolonne befähigt ist,
und anschliessend Abtrennen der Ionen vom Bett und Regenerieren der Austauscherharze, das dadurch gekennzeichnet ist,
dass man
a) die Beschickungslösung aufwärts mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit durch das Bett leitet, dass
ihr eine das Bett als Masse aufwärts bewegende Wirkung verliehen wird, wodurch Ionen aus der Lösung durch Adsorption
an mindestens einem der Austauscherharze entfernt werden,
b) nach Unterbrechung des Stromes der Beschickungslösung durch das Bett eine ionenaufnehmende wässrige Lösung
durch das Bett leitet, wodurch die Ionen zumindest im wesentlichen vom Bett abgetrennt werden,
c) nach Unterbrechung des Stromes der ionenaufnehmenden wässrigen Lösung eine wässrige Regenerierlösung durch
das Bett leitet, um das Ionenaustauscherharz, welches die Ionen adsorbiert hat, zu regenerieren, und
d) nach Unterbrechung des Stromes der wässrigen Regenerierlösung die genannten Stufen wiederholt.
Der hier für das Ionenaustauscherharzbett in der Kolonne verwendete
Ausdruck "zur Auf- oder Abwärtsbewegung befähigt" bedeutet, dass das Bett dazu in der Lage ist, sich als Masse
abhängig von seiner Anfangsposition in der Kolonne aufwärts oder abwärts zu bewegen, wobei diese Bewegung jedoch durch
ein Decksieb, Maschen-Schwimmkügelchen (mesh floating beads) oder dergl. gehemmt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet man als ionenaufnehmende wässrige Lösung
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eine alkalische Lösung, während als wässrige Regenerierlösung eine Mineralsäurelösung dient.
Bei einer Abwandlung des vorgenannten Verfahrens trennt man nach der zweiten Stufe die gemischten Austauscherharze voneinander,
indem man eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine wässrige Lösung (wie Natriumchloridlösung), aufwärts durch das
Bett mit einer Geschwindigkeit leitet, die mindestens dafür ausreicht, die Auftrennung der gemischten Austauscherharze
in zwei Schichten aus jeweils einem anderen Austauscherharz herbeizuführen. Anschliessend behandelt man die getrennten
Schichten des Bettes jeweils zur Entfernung der adsorbierten Ionen und zur Regenerierung der Austauscherharze, wonach man
die Austauscherharze wieder vermischt, beispielsweise durch Lufteinblasen unter Wasser. Diese Art der Auftrennung gemischter
Austauscherharze wird bei bestimmten herkömmlichen Verfahren praktiziert.
Die erfindungsgemäss verwendeten Kationen- und Anionenaustauscherharze
können entweder dem Gel-Typ oder dem makroretikulären Typ angehören. In der Literatur, beispielsweise
in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2.Auflage,
Bd.II, Seite 871 ff., sind verschiedene Typen von Ionenaustauscherharzen beschrieben. Die Hauptanforderung
an die erfindungsgemäss verwendeten Ionenaustauscherharze (ausser dass eines ein Anxonenaustauscherharz und das andere
ein Katxonenaustauscherharz sein soll) ist die, dass die Harze ein unterschiedliches spezifisches Gewicht aufweisen,
wobei der Unterschied nicht mehr als etwa 0,2 beträgt.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform
wird das gemischte Ionenaustauscherharzbett in einem Verfahren zum Abtrennen von Chromationen von einer aus der
Elektrolyse eines Alkalimetallchlorids stammenden chloratreichen Chloridlösung eingesetzt, wie es in d,er
deutschen Patentanmeldung P 28 39 894 beschrieben
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ist. Bei diesem Verfahren wird eine chloratreiche Chloridlösung, die Chromationen enthält, zur Entfernung der
Chromationen durch ein Bett von gemischten Ionenaustauscherharzen geleitet. Die Austauscherharze bestehen aus
einem anfänglich in der Chloridform vorliegenden Anionenaustauscherharz und einem schwachen Kationenaustauscherharz,
das anfänglich in der Wasserstofform vorliegt, jedoch durch
Verdrängung einiger Wasserstoffionen durch Alkalimetallionen
(vorzugsweise Natriumionen) konditioniert wird. Nach der Erschöpfung des Bettes wird durch das Bett eine alkalische Lösung
(z.B. eine Lösung von etwa 4 % NaOH in 8-bis 12prozentiger Natriumchloridlösung) zur Entfernung der Chromationen
und Umwandlung des Anionenaustauscherharzes in die Hydroxidform geleitet. Anschliessend regeneriert man das Bett, indem
man eine Mineralsäurelösung (z.B. eine Lösung von 4% HCl in 8- bis 12prozentiger Natriumchloridlösung) durch das Bett
leitet. Während des Ionenaustauschprozesses kann das Bett entwässert und mit einer neutralen Salzlösung, z.B. 12prozentiger
Natriumchloridlösung, rückgewaschen werden.
Man kann vom erfindungsgemässen Verfahren im allgemeinen Gebrauch machen, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen
erfüllt ist (sind):
1) Das spezifische Gewicht der Beschickungs- oder Ausgangslösung
ist höher als die spezifischen Gewichte der Harze und das Harzbett ist frei zur Aufwärtsbewegung
als Masse in der Kolonne;
2) die spezifischen Gewichte der 'Austauscherharze sind etwas höher als jenes der Beschickungslösung und die
Aufwärtsgeschwindigkeit der Lösung reicht dafür aus, die Aufwärtsbewegung der Harze als Masse in der Kolonne
herbeizuführen; und
3) die spezifischen Gewichte und die Strömungsgeschwindigkeit
der Lösung liegen innerhalb bestimmter Grenzen
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(so dass das Bett zum Ansteigen neigt), und das Harzbett wird durch bestimmte physikalische Mittel (beispielsweise
einen einstellbaren Lösungsauslass am Niveau der Bettoberfläche, einen ausdehnbaren Luftsack
oder einen beschwerten Kolben) am Ansteigen gehindert.
Unter Bedingungen, bei denen das Bett anfangs mit der aufwärtsströmenden
Beschickungslösung ansteigt (wie oben gemäss 1) und 2)), wird das gemischte Harzbett mit Hilfe bestimmter,
geeigneter Hemmeinrichtungen (wie eines Siebes oder von Schwimmkügelchen) vom Herausströmen aus der Kolonne abgehalten.
Die obigen Ausführungen zeigen, dass der Durchsatz der das Bett der Austauscherharze durchströmenden Lösungen nur insofern
relevant ist, als er ein Problem darstellt, wenn die besagte Lösung ein höheres spezifisches Gewicht als die Austauscherharze
aufweist und der Strom der Lösung durch das Bett abwärts erfolgt, d.h., wenn die nach abwärts gerichtete
Kraft der Strömung nicht dafür ausreicht, den Auftrieb der Ionenaustauscherharze in einer dichteren Ausgangsflüssigkeit
zu überwinden.
Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei Verfahren (z.B. der elektrolytischen Herstellung von Chloraten) mit folgenden
Merkmalen anwendbar:
1) die zu behandelnden Lösungen haben ein hohes spezifisches
Gewicht, insbesondere von mindestens 1,2;
2) die abzutrennende Ionenkomponente hat eine geringe Austauschgeschwindigkeit, welche eine langsame Fliessgeschwindigkeit
erfordert (z.B. weniger als etwa 0,41
Liter/min/dm Bettquerschnitt bzw. weniger als 1 gal/
ο
min/ft. Bettquerschnitt);
min/ft. Bettquerschnitt);
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3) die aus der behandelten Lösung zu beseitigende Ionenkonzentration
ist hoch und erfordert somit eine häufige Regenerierung des Ionenaustauscherharzes;
4) die zu behandelnde Lösung hat einen geringen Feststoffgehalt, so dass nur eine seltene Rückwäsche des Austauscherharzbettes
erforderlich ist;
5) die Verdünnung der Verfahrensflüssigkeit durch Rückführung der Regenerierlösungen ist nachteilig; und
6) die Rückführung der gelösten Stoffe der Verfahrenslösungen ist vorteilhaft.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnung ist ein Fliessschema der
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Das Fliessschema zeigt zwei Kolonnen zur Durchführung alternierender Verfahrenszyklen. Unter der Annahme eines
in Betrieb befindlichen Verfahrens wird eine erfindungsgemäss
abzutrennende Ionen enthaltende Beschickungslösung, welche aus einem mit "1 " bezeichneten Verfahren (wie jenem
der US-PS 3 835 011) erhalten wird, entweder in die Kolonne
6 oder in die Kolonne 10 geleitet (je nachdem, in welcher Kolonne das gemischte Anionen/Kationenaustauscherharzbett
bereit.;, zur Aufnahme der Ausgangslösung ist). Gemäss Fig.1
wird die Beschickungslösung in die Kolonne 6 geleitet, welche das gemischte Harzbett 8 enthält, das sich im regenerierten
und nötigenfalls konditionierten Zustand befindet. Das Harzbett ist zur Auf- oder Abwärtsbewegung in der Kolonne
befähigt; wenn die Beschickungslösung in die Kolonne eingeleitet wird, steigt das Bett 8 zum oberen Kolonnenende empor
und wird dort mit Hilfe bestimmter (nicht gezeigter) Einrichtungen , wie eines Siebes oder einer Schicht von PoIyäthylenkügelchen,
festgehalten. Das gereinigte Produkt wird am Kolonnenkopf gesammelt oder durch ein Rohr abgezogen, wie
allgemein dargestellt ist.
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Wenn das Bett erschöpft ist, kann man die ungereinigte Ausgangslösung zur Zone 10 des verbrauchten Produkts leiten
und dann den Strom der Ausgangslösung unterbrechen. Wie in der Kolonne 12 gezeigt wird, werden die durch das Bett entfernten
adsorbierten Ionen vom erschöpften Bett verdrängt, indem man eine geeignete wässrige Lösung (z.B. ein anionisches
Regeneriermittel) mit Befähigung zur Aufnahme der genannten Ionen vom Austauscherharz im Bett 14 durch die Leitung
16 zuführt und abwärts durch das Bett 14 leitet, wodurch dieses in der Kolonne 12 nach unten geschoben wird.
Der Strom des Regeneriermittels wird so lange aufrechterhalten, bis alle oder praktisch alle Ionen vom Bett abgestreift
worden sind. Anschliessend behandelt man das Bett durch Hindurchleiten einer zweiten wässrigen Lösung (Regeneriermittel),
welche zur Regenerierung der Austauscherharze befähigt ist. Der Strom dieser Regenerierlösung erfolgt vorzugsweise
abwärts (wie dargestellt) durch-das Bett, wie es auch bei den anschliessenden, zur Konditionierung der Harze
verwendeten SpUllösungen 26 der Fall ist. Die verbrauchten Regeneriermittel 18 und die Spülmittel werden zur Abfallbeseitigung
oder vorzugsweise zur Verfahrenszone geleitet, wo sie mit einem Verfahrens-Flüssigkeitsstrom vermischt und dadurch
wirksam rezirkuliert werden. Die Ventile des in Fig.1 dargestellten Fliessschemas werden so eingestellt, dass sämtliche
Regenerier- und SpUlflüssigkeitsströme zum Verfahren zurückkehren. Wenn das Bett in der Kolonne 12 empfangsbereit
ist, wird die Beschickungslösung von der Kolonne 6 zur Kolonne 12 umgeleitet und das Verfahren wird wiederholt.
Fig. 2 zeigt ein Fliessschema von Abwandlungen der erfindungsgemäss
angewendeten Regenerierphase. In der dargestellten Ausführungsform wurden die Austauscherharze der Kolonne
12 erschöpft und werden nach Beendigung der Zufuhr der Beschickungslösung zur Auftrennung veranlasst, indem man das
Bett durch die Leitung 30 mit einer dafür ausreichenden Ge-
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schwindigkeit rückwäscht, dass die Austauscherharze in eine obere Schicht 14a eines der Harze und eine untere Schicht 14b
des anderen Harzes geschichtet werden. In Fig.2, welche die Regeneriermittelströme für die Kolonne 12 veranschaulicht,
sind die Anionenaustauscherharzschicht als obere Schicht 14a und die Kationenaustauscherharzschicht als untere Schicht 14b
dargestellt. Diese Schichtung ist jedoch nicht obligatorisch, da das Anionenaustauscherharz je nach dem verwendeten Material
auch schwerer als das Kationenaustauscherharz sein kann. Bei der dargestellten Modifizierung wird das Anionenaustauscherharz
durch Behandlung mit einer abwärtsströmenden alkalischen Lösung (Anionenregeneriermittel) 20 regeneriert; eine
zusätzliche Leitung 22 ermöglicht die Ableitung der Regenerierflüssigkeit, nachdem diese abwärts ausschliesslich durch die
Anionenaustauscherharzschicht geströmt ist. Nach dieser Stufe wird das saure Regeneriermittel (kationisches Regeneriermittel)
24 durch beide Harzschichten geleitet. Wie bei der in Fig.1 dargestellten Ausführungsform werden die Ventile so
eingestellt, dass sämtliche Regenerier- und Spüllösungen zum Verfahren 1 zurückgeführt werden.
Wahlweise sind mit 28 und 30 Rohre und Ventile vorgesehen, welche eine getrennte Regenerierung des Anionenaustauscherharzes
durch die abwärtsströmende alkalische Lösung 20 und Regenerierung des Kationenaustauscherharzes durch die aufwärtsströmende
saure Lösung 24 (wobei die Regeneriervorgänge nacheinander oder gleichzeitig erfolgen können) gestatten.
Die alkalische und die saure Regenerierflüssigkeit werden beide durch die Leitung 22 abgezogen. Die in Fig.2
dargestellten Regenerierprozesse sind an sich bekannt.
Das nachstehende Beispiel soll die Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens näher erläutern.
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Gleiche Teile eines starken Anionenaustauscherharzes vom Gel-Typ (Amerlite IRA 400 mit einem vom Hersteller, Rohm
and Haas Company, angegebenen spezifischen Gewicht von 1,11) und eines schwachen sauren Austauscherharzes vom Gel-Typ
(Amberlite IRC 84 mit einem vom Hersteller, Rohm and Haas
Company, angegebenen spezifischen Gewicht von 1,19) werden in einer Kolonne mit einem Durchmesser von 25,4 cm (10 in.),
welche mit speziellen Kreislaufleitungen für einen kontinuierlichen Ionenaustauschprozess ausgestattet ist, gründlich
vermischt. Die Vermischung wird durch Lufteinblasen unter
Wasser vorgenommen.
Nach der Konditionierung des Bettes zur Bereitstellung einer geeigneten Harzmischung, wobei jedes Harz die richtige Form
aufweist, wird eine chloratreiche Chloridlösung, welche Chromationen enthält und ein spezifisches Gewicht von 1 ,4
aufweist, aufwärts durch das Bett mit einem Durchsatz von
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etwa 0,20 Liter/min/dm Bettquerschnitt (0,5 gal/min/ft.
Bettquerschnitt) geleitet. Wenn die Lösung das Bett nach eben durchströmt, steigen die Harzperlen frei als Masse mit
der dichteren Flüssigkeit zum Kolonnenkopf empor. Wenn das Bett erschöpft ist, werden die adsorbierten Chromationen
vom Bett entfernt, indem man durch dieses abwärts eine Lösung von 4 % NaOH in 8prozentiger Natriumchloridlösung leitet.
Nach diesem AbstreifVorgang behandelt man das gemischte
Harzbett zur Regenerierung durch Hinabströmenlassen .einer wässrigen Lösung von 4 % HCl in etwa 8prozentiger Natriumchloridlösung.
Anschliessend spült man das Bett mit einer Natriumchloridlösung eines spezifischen Gewichts von etwa
1,1. In jeder Abstreif-, Regenerier-, Konditionier- und Spülstufe lässt man die Lösungen abwärts durch das Harzbett
strömen, damit die Harzperlen frei als Masse in der Lösung
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absinken.
absinken.
Die für das Aufwärtsleiten des Flüssigkeitsstromes durch das Harzbett verwendete Vorrichtung umfasst ein Sieb, welches
die Harzperlen daran hindert, vom Kolonnenkopf herauszufliessen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren unterscheidet sich von der herkömmlichen Methode darin, dass in der Gebrauchsstufe ein Aufwärtsstrom erfolgt, die Harze für die Regenerierung
nicht getrennt werden und das Bett sich in bzw. als Masse auf- und abwärtsbewegt. Das neue-Verfahren hat
gegenüber der herkömmlichen Praxis folgende Vorteile:
1) der Rohr- bzw. Leitungsaufwand wird vermindert;
2) die Anzahl der Verfahrensstufen wird herabgesetzt;
3) bezüglich der stark sauren Beschickungslösung werden sicherere Bedingungen angewendet;
4) die Anzahl der Spülungen und Rückwäschen wird vermindert und die Verdünnung der Verfahrensflüssigkeit mit
Wasser wird herabgesetzt; und
5) man erzielt eine Verminderung des physikalischen Abriebs
und der Schädigung des Ionenaustauscherharzes, welche Vorgänge gewöhnlich durch das Luftbewegen beim
Rückvermischen und durch grosse Konzentrationsschwankungen in der Beschickungs- und Verfahrenslösung verursacht
werden.
Obwohl das beschriebene Verfahren aufgrund der obigen Vorteile
gegenüber der herkömmlichen Methode eine wünschenswerte Verbesserung darstellt, kann man das Verfahren auch mit Vorteil
gemäss herkömmlichen Regeneriermethoden modifizieren, um die Menge der Regenerierlösung zu vermindern. Bei dieser Verfahrensweise
werden die Harze nach der stromaufwärts erfol-
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IR 2327 ^/fegenden Gebrauchsstufe gemäss folgendem bevorzugtem modifiziertem
Prozess getrennt: die Zufuhr einer chloratreichen Chloridlösung, welche Chromaticnen enthält, wird nach der
Erschöpfung des Bettes unterbrochen. Das Bett wird ablaufen gelassen, wonach eine Rückwäsche (z.B. mit 12prozentiger
Natriumchloridlösung) durchgeführt wird, bei welcher die Waschlösung aufwärts durch das Bett mit einer dafür ausreichenden
Geschwindigkeit geleitet wird, dass die Harze in eine obere und untere Schicht (wobei jede Schicht ein
gesondertes Austauscherharz darstellt) aufgetrennt werden. Anschliessend behandelt man die Anionenaüstauscherharzschicht
dadurch, dass man zur Entfernung adsorbierter Chromationen durch die Harzschicht abwärts eine Lösung von 4 % NaOH in
8-bis 12pfozentiger Natriumchloridlösung leitet. Nach der
Unterbrechung dieses Abwärtsstromes wird die aus dem Kationenaustauscherharz bestehende schwerere untere Schicht
dadurch behandelt, dass man eine Lösung von 4 % HCl in 8-bis 12prozentiger Natriumchloridlösung aufwärts hindurchleitet.
Diese saure Lösung wird von der Austauschkolonne abgezogen, bevor sie die leichtere obere Schicht des Anionenaustauscherharzes
durchströmt, oder die saure Lösung kann ihren Aufstieg durch die leichtere Anionenaüstauscherharzschicht
am oberen Kolonnenteil fortsetzen. Anschliessend spült man die Kolonne (z.B. mit 12prozentiger Natriumchloridlösung)
, um die Harze in die für den nächsten Behandlungszyklus geeignete Form überzuführen.
Obwohl diese Abwandlung der Regenerierung nicht alle Vorteile des Verfahrens aufweist, bei welchem die Harze nicht
getrennt werden, wird eine vorteilhafte Verminderung der verwendeten Menge der Regenerierlösung erzielt. Wenn die
Harze nicht getrennt werden, wird nämlich eine bestimmte Menge der ersten Regenerierlauge durch Neutralisation des
Kationenaustauscherharzes vergeudet. Das Harz muss dann in
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die saure Form rückverwandelt werden, was wiederum eine
Vergeudung von Regeneriersäure darstellt.
Vergeudung von Regeneriersäure darstellt.
In einigen Fällen können Austauscherharze gewählt werden, welche eine geringere Dichte als eine oder mehrere der zur
Behandlung verwendeten, abwärts fliessenden Lösungen aufweisen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist immer noch
durchführbar, wenn die Geschwindigkeit des Abwärtsstromes genügend gross ist, um die Aufschwimmtendenz der Harze zu überwinden. Umgekehrt kann sogar auch eine Beschickungs—
lösung verwendet werden, deren spezifisches Gewicht etwas geringer als jenes eines (oder beider) der Harze ist, vorausgesetzt, dass die Aufwärtsgeschwindigkeit des Stromes
zur Überwindung der Absinktendenz des Harzes ausreicht.
durchführbar, wenn die Geschwindigkeit des Abwärtsstromes genügend gross ist, um die Aufschwimmtendenz der Harze zu überwinden. Umgekehrt kann sogar auch eine Beschickungs—
lösung verwendet werden, deren spezifisches Gewicht etwas geringer als jenes eines (oder beider) der Harze ist, vorausgesetzt, dass die Aufwärtsgeschwindigkeit des Stromes
zur Überwindung der Absinktendenz des Harzes ausreicht.
Ende der Beschreibung
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Claims (10)
- PATENTANSPRÜCHEZyklisches Verfahren zum Abtrennen von Ionen aus einer wässrigen Beschickungslösung durch Leiten dieser Lösung durch eine Kolonne, welche ein Bett von gemischten Anionen- und Kationenaustauscherharzen mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht enthält, wobei der Unterschied der spezifischen Gewichte nicht mehr als etwa 0,2 beträgt und wobei das Bett zur Auf- oder Abwärtsbewegung als Masse in der Kolonne befähigt ist, und anschliessen'd Abtrennen der Ionen vom Bett und Regenerieren der Austauscherharze, dadurch gekennzeichnet, dass mana) die Beschickungslösung aufwärts mit einer dafür ausreichenden Geschwindigkeit durch das Bett leitet, dass ihr eine das Bett als Masse aufwärts bewegende Wirkung verliehen wird, wodurch Ionen aus der Lösung durch Adsorption an mindestens einem der Austauscherharze entfernt werden,b) nach Unterbrechung des Stromes der Beschickungslösung durch das Bett eine ionenaufnehmende wässrige Lösung durch das Bett leitet, wodurch die Ionen zumindest im wesentlichen vom Bett abgetrennt werden,c) nach Unterbrechung des Stromes der ionenaufnehmenden wässrigen Lösung eine wässrige Regenerierlösung durch das Bett leitet, um das Ionenaustauscherharz, welches die Ionen adsorbiert hat, zu regenerieren, und- 1 509845/0943IR 2327d) nach Unterbrechung des Stromes der wässrigen Regenerierlösung die genannten Stufen wiederholt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionenaufnehmende wässrige Lösung eine alkalische Lösung verwendet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als wässrige Regenerierlösung eine Mineralsäurelösung verwendet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht der Beschickungslösung höher ist als die spezifischen Gewichte der Austauscherharze.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifischen Gewichte der Austauscherharze das spezifische Gewicht der Beschickungslösung in einem Ausmass übersteigen, welches nicht grosser ist als das durch die Aufwärtsgeschwindigkeit der Beschickungslösung überwindbare Ausmass.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man nach Stufe a) und vor Stufe b) eine wässrige Lösung aufwärts durch das Bett mit einer Geschwindigkeit leitet, die zumindest dafür ausreicht, die Austauscherharze in eine obere Schicht eines der Harze und eine untere Schicht des anderen Harzes zu schichten, und dass- man in Stufe b) die ionenaufnehmende Lösung nur durch die die genannten Ionen enthaltende Austauscherharzschicht leitet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungslösung eine Chromationen enthaltende alkalimetallchloratreiche Lösung ist, das Anionenaustauscherharz in der Chloridform vorliegt und das Kationenaustauscherharz ein schwaches Kationenharz in einer konditionierten Wasserstoff-845/0943IR 2327form ist.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionenaufnehmende Lösung eine alkalische Lösung und als Regenerierlösung eine Mineralsäurelösung verwendet.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als alkalimetallchloratreiche Lösung eine Natriumchloratlösung verwendet.
- 10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als ionenaufnehmende Lösung eine alkalische Natriumchloridlösung und als Regenerierlösung eine saure Natriumchloridlösung verwendet.5/09*3
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0049751A1 (de) * | 1980-10-10 | 1982-04-21 | Uhde GmbH | Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels Ionenaustauschern |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4302548A (en) * | 1980-05-22 | 1981-11-24 | Rohm And Haas Company | Production of ion exchange resins, the resins so produced and ion exchange processes using them |
US4335019A (en) * | 1981-01-13 | 1982-06-15 | Mobil Oil Corporation | Preparation of natural ferrierite hydrocracking catalyst and hydrocarbon conversion with catalyst |
JPS57188362A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-19 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording method |
FR2543448A1 (fr) * | 1983-04-01 | 1984-10-05 | Rhone Poulenc Spec Chim | Procede de fractionnement du plasma |
US4652352A (en) * | 1985-11-04 | 1987-03-24 | Saieva Carl J | Process and apparatus for recovering metals from dilute solutions |
US4806236A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-21 | Mccormack Austin F | Apparatus for upflow ion exchange |
US5718828A (en) * | 1996-01-26 | 1998-02-17 | Hydromatix Inc. | Method for minimizing wastewater discharge |
US5951874A (en) * | 1997-07-25 | 1999-09-14 | Hydromatix, Inc. | Method for minimizing wastewater discharge |
US7329354B2 (en) * | 1998-06-09 | 2008-02-12 | Ppt Technologies, Llc | Purification of organic solvent fluids |
US7048857B2 (en) * | 2000-01-03 | 2006-05-23 | The Boc Group, Inc. | Method and apparatus for metal removal ion exchange |
RO120487B1 (ro) * | 2003-08-27 | 2006-02-28 | Jeno Tikos | Procedeu şi instalaţie de descompunere a deşeurilor de cauciuc şi mase plastice |
KR100925750B1 (ko) * | 2007-09-20 | 2009-11-11 | 삼성전기주식회사 | 수소 발생 장치용 전해질 용액 및 이를 포함하는 수소 발생장치 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2839894A1 (de) * | 1977-09-13 | 1979-03-22 | Pennwalt Corp | Entfernung von chromationen aus waessrigen chloratloesungen |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2692244A (en) * | 1950-08-24 | 1954-10-19 | Rohm & Haas | Deionization of fluids |
GB861946A (en) * | 1958-12-17 | 1961-03-01 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to ion-exchange processes and apparatus |
DE1442689C3 (de) * | 1963-11-29 | 1978-11-30 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Ionenaustauschern |
US3527718A (en) * | 1969-01-27 | 1970-09-08 | Scott & Fetzer Co | Regenerating mixed bed anion and cation exchange resins |
US3501401A (en) * | 1969-05-22 | 1970-03-17 | Sybron Corp | Condensation purification process |
US3664950A (en) * | 1970-06-23 | 1972-05-23 | Atomic Energy Commission | Process for selective removal and recovery of chromates from water |
US3835001A (en) * | 1973-04-30 | 1974-09-10 | Penn Olin Chem Co | Ion exchange removal of dichromates from electrolytically produced alkali metal chlorate-chloride solutions |
US3972810A (en) * | 1974-07-15 | 1976-08-03 | Chemical Separations Corporation | Removal of chromium, chromate, molybdate and zinc |
CA1035874A (en) * | 1974-11-20 | 1978-08-01 | Huron Chemicals Limited | Ion exchange chromate removal |
JPS5290164A (en) * | 1976-01-23 | 1977-07-28 | Kurita Water Ind Ltd | Method for treating water containing 6 valment chromium |
-
1978
- 1978-04-27 US US05/900,454 patent/US4176056A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2839894A1 (de) * | 1977-09-13 | 1979-03-22 | Pennwalt Corp | Entfernung von chromationen aus waessrigen chloratloesungen |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0049751A1 (de) * | 1980-10-10 | 1982-04-21 | Uhde GmbH | Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten mittels Ionenaustauschern |
DE3038259A1 (de) * | 1980-10-10 | 1982-05-19 | Uhde Gmbh, 4600 Dortmund | Verfahren zur behandlung von fluessigkeiten mittels ionenaustauschern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR7902425A (pt) | 1979-10-23 |
BE875888A (fr) | 1979-08-16 |
FI68975B (fi) | 1985-08-30 |
US4176056A (en) | 1979-11-27 |
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PL215179A1 (de) | 1980-02-25 |
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DK173179A (da) | 1979-10-28 |
NL7903112A (nl) | 1979-10-30 |
JPS54145376A (en) | 1979-11-13 |
SE431943B (sv) | 1984-03-12 |
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FR2424050A1 (fr) | 1979-11-23 |
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NO149021C (no) | 1984-02-01 |
SE7902969L (sv) | 1979-10-28 |
GB2019736B (en) | 1982-08-25 |
JPS6231613B2 (de) | 1987-07-09 |
DD143212A5 (de) | 1980-08-13 |
CA1124416A (en) | 1982-05-25 |
DK149738C (da) | 1987-02-16 |
RO78652A2 (ro) | 1982-03-24 |
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