Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The use of ion exchangers for removing cobalt and nickel ions from water solutions

Bożęcka A. M., Sanak-Rydlewska S.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

633--646

EN

The paper presents results of research on cobalt and nickel ions removal from monocomponent solutions using Purolite ion exchange resins. It has been shown that C 160 ion exchange resin has the best sorption properties for both ions (Qe - 72.5 mg Co/g and 88.2 mg Ni/g). Regeneration process of this ion exchanger has high efficiency, achieving about 93% for cobalt ions and about 84% in case of nickel ions. It has been shown that the use of ion exchange method with suitable ion exchange resins guarantees effective removal of cobalt and nickel ions from solutions with very high concentrations corresponding to contents of these metals in industrial wastewaters (e.g. galvanic). In case of C 160 ion exchange resin, after the sorption process is carried out in one 50 minute cycle, the cobalt concentration decreased from about 30 000 mg/L to about 9 500 mg/L (approx. 68%), whereas nickel concentration reached about 6 300 mg/L (approx. 79%). Studied chelating resins don’t have such high sorption capacities. In their case, it is required to convert cobalt and nickel ions into complex forms. The kinetics of studied processes were described by pseudo-second order equations.

PL

Rozwój przemysłu znacznie wpływa na stan środowiska naturalnego. Zanieczyszczenia emitowane do wód, gleb i powietrza na skutek działalności człowieka stanową zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych. Wśród tych substancji, jako szczególnie niebezpieczne wymienia się metale toksyczne. W ich grupie znajduje się również kobalt i nikiel, których głównym źródeł emisji do środowiska jest przemysł elektrochemiczny i metalurgiczny. Pierwiastki te są stosunkowo rzadkimi i cennymi metalami, dlatego ważne jest poszukiwanie dodatkowych źródeł i metod ich odzysku. Przedmiotem badań były żywice jonowymienne firmy Purolite, które zastosowano do usuwania jonów kobaltu i niklu z roztworów monoskładnikowych o stężeniach odpowiadających zawartościom tych metali w ściekach galwanicznych (ok. 30 000 mg/dm3). W oparciu o wyniki badań można stwierdzić, że najlepsze właściwości sorpcyjne zarówno w stosunku do jonów kobaltu jak i niklu wykazuje kationit C 160. Zdolności sorpcyjne pozostałych jonitów maleją w szeregu S 950 > S 930 > S 910 > S 920. W kolejnym etapie sprawdzono możliwość regeneracji badanych jonitów za pomocą 10% roztworów kwasu azotowego(V) lub kwasu solnego. Proces regeneracji jonów kobaltu zachodzi z większą wydajnością w porównaniu do jonów niklu. Wykazano, że metodą wymiany jonowej z użyciem odpowiednich żywic jonowymiennych można skutecznie usuwać jony kobaltu i niklu z roztworów o bardzo wysokich stężeniach, odpowiadających zawartościom tych metali w ściekach przemysłowych (m.in. galwanicznych). W przypadku jonitu C 160, po procesie sorpcji wykonanym w jednym, 50 minutowym cyklu, stężenie kobaltu obniżyło się z ok. 30 000 mg/dm3 do wartości ok. 9500 mg/dm3 (ok. 68%), natomiast stężenie niklu osiągnęło wartość ok. 6300 mg/dm3 (ok. 79%) (Tab. 2 i 3). Badane jonity chelatujące nie osiągają tak wysokich pojemności sorpcyjnych. W ich przypadku wymagane jest przeprowadzenie jonów kobaltu i niklu w formy kompleksowe.

2

Wpływ dawki żywicy i czasu kontaktu na skuteczność usuwania zanieczyszczeń organicznych z wody w procesie MIEX®DOC

Mołczan M.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 3

35-38

PL

Żywica anionowymienna MIEX® jest materiałem służącym między innymi do usuwania związków organicznych z roztworów wodnych. Kinetyka reakcji wymiany anionowych form RWO na jony chlorkowe z żywicy, opisana parametrami dawki żywicy i czasu kontaktu, jest podstawą działania procesu MIEX DOC. W pracy wykazano ścisły związek pomiędzy skutecznością usuwania zanieczyszczeń organicznych z wody a parametrami kinetyki procesu, w postaci zależności skuteczności procesu od iloczynu dawki żywicy i czasu jej kontaktu z oczyszczaną wodą. Zaobserwowana prawidłowość pozwala na zdefiniowanie obszaru stosowalności procesu MIEX DOC, co ma istotne znaczenie praktyczne, zarówno w aspekcie projektowania jak i eksploatacji tego procesu. W odniesieniu do badanej wody racjonalne stosowanie metody anionowymiennej wymaga użycia takich wartości dawki żywicy i czasu kontaktu, aby ich iloczyn mieścił się w przedziale 75 ÷ 200 min cm3/dm3.

EN

Besides other uses, the anion-exchange resin MIEX® is also designed to remove organic compounds from aqueous solutions. The kinetics governing the exchange of the DOC anions for the chloride ions of the MIEX® resin (described by the resin parameters and contact time) is the basic mechanism involved in the MIEX®DOC process. Our study has shown a close relationship between the efficiency of organic matter removal and the parameters of the process kinetics. In the formula that describes this finding, the efficiency of the process is related to the product of resin dose and its time of contact with the water to be treated. By virtue of such relationship, it is possible to define the range of applicability for the MIEX®DOC process. As for the water used in this study, the application of the anion exchange method was found to be rational when the product of the resin dose value and contact time value ranged between 75 and 200 min x cm3/dm3.

3

Badania wpływu charakterystyki zanieczyszczeń organicznych wody powierzchniowej na zmianę zakresu stosowalności procesu MIEX®DOC

Mołczan M., Karpińska A.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 4

45-48

PL

W pracy sformułowano kryteria wyznaczania granic zakresu stosowalności procesu MIEX®DOC. Wykonano badania kinetyki procesu podczas intensywnych zmian składu wody powierzchniowej ujmowanej przez Zakład Produkcji Wody "Mokry Dwór" we Wrocławiu. Wykazano zmienność krzywych kinetycznych oraz obszarów stosowalności procesu MIEX®DOC, wynikającą ze zmian charakterystyki ujmowanej wody. Stwierdzono, że rosnąca zawartość rozpuszczonego węgla organicznego, a także zawartość i udział frakcji anionowej RWO skutkują większą wypukłością krzywej kinetycznej, wzrostem wartości wskaźnika maksymalnej szybkości przyrostu skuteczności usuwania RWO oraz w pewnym stopniu również zawężeniem fazy przejściowej krzywej kinetycznej. Oszacowano wpływ zmian zakresu stosowalności procesu MIEX®DOC na konieczność zmiany dawki żywicy, gwarantującej utrzymanie funkcjonowania procesu w zbliżonym obszarze ekonomicznym. Wpływ ten był nieznaczny wówczas, gdy układ pracował w pobliżu dolnej granicy fazy przejściowej krzywej kinetycznej, a znaczący w pobliżu jej górnej granicy.

EN

The criteria of determining the field of application for the MIEX®DOC process were formulated. The kinetics of the process was examined during rapid variations in the composition of the surface water. The variability of the kinetic curves and of the fields of application for the MIEX®DOC process was confirmed. It was found that the increasing DOC content, as well as the content and proportion of the anionic DOC fraction, is responsible for the convexity of the kinetic curve, for the rise in the index of the maximal rate of increment in DOC removal, and for the narrowness of the transition phase in the kinetic curve. Assessed was the effect of the change in the position of the field of application for the MIEX®DOC process on the necessity of changing the resin dosage in order to provide appropriate economics of the process. This effect was insignificant when the system worked near the lower limit of the transition phase in the curve, and was noticeable near the upper limit.

4

Ion exchange kinetics in lichen environment

Kłos A., Rajfur M., Wacławek M., Wacławek W.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 12

1353-1365

EN

The kinetics of cation exchange process between a solution and the cationactive layer of Hypogymnia physodes lichens dipped in the solution was examined in laboratory conditions. H, Na, K, Ca and Mg cations naturally found in lichen environment were considered. Copper salts were also used for the kinetics research. Similarly as other heavy metals, copper indicates considerably higher affinity to lichen cationactive layer in comparison with the aforementioned cations. On the basis of conducted research, conclusions relating to ion exchange processes occurring in natural environment were drawn. The described dependences were used to determine the number of mobile hydrogen ions accumulated in lichens and, in consequence, to search for the dependence between the composition of the lichen cationactive layer and the level of atmospheric precipitation acidification level.

PL

Zbadano w warunkach laboratoryjnych kinetykę procesu wymiany kationów między roztworem, a warstwą kationoaktywną zanurzonych w nim porostów Hypogymnia physodes. Pod uwagę brano kationy: H, Na, K, Ca i Mg, które występują w otoczeniu rosnących naturalnie porostów. Do badań kinetyki użyto także roztworów soli miedzi. Kationy miedzi, podobnie jak innych metali ciężkich, wykazują dużo większe, w porównaniu z wymienionymi kationami, powinowactwo do warstwy kationoaktywnej porostów. Na podstawie przeprowadzonych badań wyciągnięto wnioski dotyczące procesów wymiany jonowej zachodzących w środowisku naturalnym. Opisana zależność została przez nas wykorzystana do oznaczania liczby mobilnych jonów wodorowych zakumulowanych w porostach, a w konsekwencji do poszukiwania zależności między składem warstwy kationoaktywnej porostów a poziomem zakwaszenia opadów atmosferycznych.