3.5. Получение оловянной кислоты и двуокиси олова из отходов производства

При лужении жести образуются отходы в виде станната натрия. Используя катионообменник, можно получить оловянную кислоту. Для чего раствор Na₂SnO₃ пропускают снизу вверх через слой катионита, загруженный в колонку. Реализуется реакция обмена:

2R-H + Na₂SnO₃ ⇆ 2 R-Na + H₂SnO₃

Из образовавшегося псевдоожиженного слоя катионита, находящегося во взвешенном состоянии, аморфные хлопья оловянной кислоты выносятся из колонки через верхнее дренажное устройство и отфильтровываются в виде гелеобразной массы.

3.6. Утилизация аммиака

Большой практический интерес представляет возможность ионообменной утилизации аммиака из сбросных растворов или отходящих газов, содержащих аммиак в небольших количествах. Используется катионит в Н-форме, на котором протекает реакция:

R-H + NH₄OH ⇆ R-NH₄ + H₂O.

При поcледующем пропускании через катионит в NH₄⁺-форме растворов разных кислот можно получать любые аммонийные соли:

R-NH₄ + НС1 ⇆ R-H + NH₄ C1,

R-NH₄ + НNO₃ ⇆ R-H + NH₄ NO₃,

2R-NH₄ + Н₂SO₄ ⇆ 2R-H + (NH₄ )₂SO₄.

Реакция поглощения аммиака может проводиться на сильно- и слабокислотных катионитах, включая карбоксильные.

3.7. Очистка сточных вод гальванических производств

Химический состав сточных вод данного вида производств определяется характером электролитов, использующихся в технологии. В промывных водах электрохимического цеха крупного машино-строительного завода содержится до 30 различных ионов. Среди них катионы Na, Ca, Fe, Cu, Zn, Ni, Cd и др., а также анионы кислот H₂SO₄, HCI, HNO₃, HF, H₃BO₃, сульфосалициловой и других.

В зависимости от конкретных условий технологического процесса очистку сточных вод осуществляют локальную, заключающуюся в том, что промывные воды из каждой ванны промывки деталей от растворов электролитов очищают на переносных ионитовых колонках соответствующей производительности, или осуществляют очистку усредненных сточных вод всего цеха или предприятия.

Сточные воды, содержащие масла, моющие средства, клеи и другие органические вещества нельзя подавать на ионообменные фильтры. Такие воды предварительно очищают коагуляцией, сорбцией на активных углях, озонированием.

Сточные воды очищают методом ионного обмена для предупреждения загрязнения водных источников, в целях повторного использования незначительно загрязненных вод, а также для извлечения ценных металлов.

3.8. Очистка воды от поверхностно-активных веществ

Эта проблема является глобальной, так как широкое применение синтетических моющих средств в быту и сброс в водоемы отходов химических предприятий явилось причиной повсеместного загрязнения природных вод поверхностно-активными веществами. Напряженная ситуация со снабжением качественной питьевой водой сложилась в г. Воронеже в связи с многолетними сбросами на поля орошения анионоактивного ПАВ под названием – некаль (С₁₈H₂₃SO₃Na - додецилнафталинсульфонат натрия с молекулярной массой 342 г/моль), который использовался много десятилетий в производстве синтетического каучука. В результате диффузионных процессов в почве некаль попал в подземный водоносный слой, в связи, с чем возникла угроза загрязнения этим токсином артезианской воды, которой снабжается город.

Нами исследована сорбционная способность ряда синтетических анионитов, отличающихся химическими свойствами, с целью определения их пригодности для удаления некаля из воды (таблица).

Таблица

Физико-химические свойства анионитов

Марка анионита	Влагоемкость, В±0,02 г Н2О/г абсолют. сух.		Обменная емкость (±0,03) ммоль-экв/г сухого анионита			Доля низкооснов-ных групп, %
	ОН-форма	Сl- форма		по NaCl	по НСI
АВ-17-2П	3,00	2,85		0,54	3,16		17,0
Wofatit АD-41	1,40	1,59		0,58	8,14		92,9
ЭДЭ-10П	1,14	0,83		1,00	7,72		86,9
АН-31	1,20	1,15		0,28	10, 00		2,8
АН-1	0,29	0, 86		0	0,89		100,0
АН-2Ф	0,75	0,78		0,18	4,6		100,0

Использованы гелевые и пористые образцы разного зернения, полученные методами поликонденсации и полимеризации, содержащие фиксированные функциональные группы разной степени ионизации, в присутствии в качестве противоионов ОН^- и Сl^- - ионов.

Из исследованных сорбентов лучшим оказался низкоосновный анионит Wofatit AD-41 с третичными аммонийными группами. Он был использован для ресурсных испытаний разработанной технологии очистки воды от некаля.

На основании полученных данных предложена принципиальная технологическая схема очистки воды от анионных ПАВ, в которой неиспользованные реагенты – щелочь и кислота используются повторно; отсутствует расход свежей воды на собственные нужды установки, так как все операции по регенерации фильтра проводятся с использованием очищенной от АПАВ воды, исключен сброс щелочных и кислотных растворов в канализацию (рис. 6).

Вода, содержащая некаль, пропускается через слой анионита в адсорбере и собирается в бак, откуда может направляться на приготовление растворов кислоты (баки 2 и 3) и щелочи (бак 4). Из бака 4 раствор щелочи подается в адсорбер. Вытекающий отработанный щелочной раствор направляется в электродиализатор, где происходит накопление щелочи в катодной камере. Этот раствор перекачивается в бак для щелочного раствора 4 и после доукрепления щелочью используется в следующей регенерации. Раствор кислоты с определенной остаточной концентрацией возвращается в баки 2 или 3 и после доукрепления концентрированной кислотой используется вторично.

Рис. 6. Принципиальная технологическая схема очистки воды

от некаля – анионного ПАВ: