3.3. Обескислороживание воды редокситами

Редокситы представляют собой высокомолекулярные вещества, содержащие функциональные группы, способные к окислительно-восстановительному превращению. Известны редокситы на органической и неорганической основе.

Редокс-иониты содержат в качестве противоионов ионы, которые способны к перемене валентности: Fe²⁺, Ce³⁺, Ni²⁺, Cr₂O₇^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2- и т.п.

Основное назначение редокс-ионитов - обескислороживать воду и водные растворы. Это необходимо делать для предотвращения коррозии оборудования энергетических установок. Наиболее пригодными оказались адсорбционные редокситы. Они содержат активные окислительно-восстановительные группы на поверхности и в порах ионитов в виде мелкодисперсного вещества. Это металлсодержащие иониты - висмутовый ЭИ-15, медные ЭИ-12 и ЭИ-15. Медногидразиновые редокс-иониты при достаточном насыщении солями меди и последующем их восстановлении содержат не только ионы меди в комплексе, но и металлическую медь. Такое сочетание позволяет повысить окислительно-восстановительную емкость ионита.

Удаление кислорода и других окислителей из растворов основано на их химическом взаимодействии с восстановленными формами редокситов:

R-Me + ½ O₂ + H₂O ⇄ R-Me(OH)₂.

С помощью редокситов проводят различные окислительно-восстановительные реакции в растворах с целью получения и очистки химических веществ. Редокситы рекомендуются для очистки растворов от сероводорода, извлечения и концентрирования больших количеств серебра, золота и других металлов с применением электрического поля.

3.4. Нейтрализация кислотно-щелочных стоков

В химическом производстве образуются кислые и щелочные сточные воды. Обычно кислые воды нейтрализуют дозированием соды (Na₂CO₃) или щелочи (NaOH). Для нейтрализации щелочных сточных вод используют серную кислоту. Однако можно проводить нейтрализацию стоков с помощью ионитов, не расходуя никаких реагентов. Для этой цели могут использоваться как слабокислотные катиониты, так и слабоосновные аниониты. Такие иониты не работают в нейтральной среде, так как их функциональные группы в нейтральной среде не ионизируются. Они поглощают только кислоту или щелочь, не разлагая при этом соли.

Например, на катионит в солевой форме подается сточная вода, содержащая соли и кислоту. По реакции

R-Na + HC1 ⇆ R-H + NaC1

происходит образование из кислоты натриевой соли, что делает сбрасываемую кислую воду нейтральной.

Если на катионит в Н⁺- форме направить щелочную воду, то по реакции

R-H + NaOH ⇆ R-Na + H₂O

избыточная щелочность удаляется с образованием молекул воды.

Если используется анионит (обязательно слабоосновный), то возможны такие реакции при нейтрализации кислого или щелочного стоков:

R-OH + HC1 ⇆ R-C1 + H₂O,

R-C1 + NaOH ⇆ R-OH + NaC1.

То есть на одной ионообменной колонке небольшого размера можно проводить нейтрализацию агрессивных сточных вод, чередуя подачу воды разного качества – то кислую, то щелочную.