141875. lajstromszámú szabadalom • Eljárás erősen lúgos hatású anioncserélők regenerálására
Megjelent 1953. évi január hó* 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 141.875. SZÁM. 85. b. OSZTÁLY. - VA-321. ALAPSZÁM. Eljárás erősen lúgos hatású anioncserélők regenerálására. A Magyar Állam, mint a feltaláló, dr. Yajna Sándor vegyészmérnök, budapesti lakos jogutóda A bejelentés napja: 1951. április 5. v Az ioncserélők alkalmazásának egyik legfőbb területe a teljes iontalanítás. Ebből a célból az oldat kationjait H ionokkal cseréljük ki kationcserélők segítségével, anionjait pedig anioncserélők által OH ionokkal. A H és OH ionok vízzé egyesülnek és így az oldat ionmentessé lesz. Régebben előbb mindig a kationcserélőt használták, mert az akkori anioncserélők működéséhez szükséges volt az így előállítót kis pH. Az utóbbi időben azonban több olyan iparilag felhasználható anioncserélőt készítettek, amelyek neutrálsókból is elvonják az anionokat és így az előbbi sorrendet meg lehet fordítani. Ez a fejlődés a teljes iontalanítási módszer egyik nagy hátrányát szüntette meg; a régebbi eljárásnál szükséges kis pH ugyanis az edényzettel szemben különleges követelményeket támasztott, gyakran megváltoztatta az oldatban lévő anyagokat (cukorinverzió stb.). Az erősen bázikus anioncserélők alkalmazásával az oldatok pH-ja először megemelkedik, majd a kationcserélőn kerül vissza a neutrális ponthoz. Így az oldatok az edényzetet nem korrodeálják, A gyengén lúgos hatású anioneserélők regenerálásánál a lúgokkal egyforma hatással lehet NHéOH-t alkalmazni, amely az eközben keletkezett oldatokból szükségszerűen visszanyerhető, így körfolyamat alkalmazásával a regenerálást lényegesen olcsóbbá lehet tenni. Az erősen lúgos természetű anioncserélők regenerálására azonban az NH4 OH csak tökéletlenül alkalmazható, ezen ioncserélők teljes kapacitását csak erős lúgokkal (NaOH, KOH stb.) végzett regenerálással hasznosíthatjuk. Az erős lúgok viszont drága vegyszerek és így a regenerálás igen költséges volta a nagyipari felhasználást mindezideig megakadályozta, tehát a fenti előnyöket iparilag nem tudták hasznosítani. Ha az eltávolítandó sót MeAn, a kationcserélőt Rk, a gyenén lúgos hatású anioncserélőt Ra és az erősen lúgos hatásút pedig RA' jelöléssel ábrázoljuk, akkor a régebbi eljárás menete a következő volt: MeAn + HRK— > HAN + MeRK (1) HAn 4» HORA > H8 0 •+• AnRA (2) A regenerálást így végezték (példaképpen HCl-lel, ill. NH4OH-val). MeRK + HCl > HRK + MeCl (3) AnRA + NH4 OH > HORA + NHt An (4) A későbbi eljárásnál a folyamat a következőképpen alakult: MeAn + HOR'A > AnRA + MeOH (5) MeOH + HRK—> H2 0 + MeRK (6) itt a regenerálás így folyt le (például NaOH és HCl használatával) AnR'Á + NaOH—> HORA + NaAN MeRK + HCl > HRK + MeCl (7) azonos (3) al Az erősen bázisos anioncserélő regenerálásánál kapott só (NaAn) általában sokkal kisebb értékű, mint az NaOH; a költségek növeléséhez járul még az, hogy a regeneráló anyagot az elméleti mennyiség 150—250%-ában kell alkalmazni. Az NaOH körfolyamatban történő felhasználását eddig még nem oldották meg. Ebben a bejelentésben kidolgoztam az erősen lúgos hatású anioncserélők regenerálásához használt erős lúgok körfolyamatban történő alkalmazását. Ezáltal a regenerálás főleg hőenergiát fogyaszt, ill. CaO-t. Az eljárás a következő: A kimerült anioncserélőt először (NH^COs oldattal regeneráljuk. AB így karbonáttal telitett anioncserélőt a következő folyamatban erős lúggal viszszük át OH alakba. Az első folyamatnál keletkező NH4 -sókat Ca(OH)2 hozzáadásával megbontjuk, a szabaddá vált NH3 -at ledesztilláljuk és C02-vel viszszaalakítjuk a kiindulásnál felhasznált (NH<i)2C03-á. A második folyamatnál a regenerálásnál a kiindulási lúgból és a keletkezett karbonátból álló keveréket kapunk, amelyet a karbonát mennyiségének megfelelő Ca(OH)2 -vel kezelünk és így az egész oldat egységesen OH-vá alakul vissza. Láthatjuk tehát, hogy sem az NH4OH, sem az erős lúg menynyiségéből a regenerálás folyamán elméletileg nem vész el semmi. Az anioncserélőn lejátszódó folyamatok a következők lesznek: MeAn + HOR'A > MeOH + AnR'A ' (8) "azono»T (5)-el
