Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

В нашем исследовании показаны условия проведения процесса сорбции на многокомпонентных смесях с использованием материалов отечественного и зарубежного производства. Цель данной работы заключалась в подтверждении (с оптимизацией режимов процесса) применимости рассматриваемой технологии либо в её опровержении. При изучении свойств смол рассматривались следующие параметры: • сорбционная ёмкость по исследуемому компоненту (цинк); • наличие/отсутствие органических соединений в растворе до и после сорбции, обусловленное возможностью поглощения смолой органических веществ или разрушением полимерной основы; • изменение общего состава раствора; • изменение физико-химических свойств раствора (окислительно-восстановительный потенциал, кислотность и проч.). Результаты исследований Раздел 1. Отечественное производство. Представителем отечественного производства является смола производства «ГП Смолы» марки АМП-п (анионит макропористый пиридиниевый — пористый), представляющая собой непрозрачные сферические частицы от белого до светло-жёлтого цвета, с макропористой структурой матрицы и пиридиниевой функциональной группой. Данная смола была выбрана ввиду проявления цинком амфотерных свойств, с предположением о возможности взаимодействия с функциональной группой, ввиду подобия протекания реакции полимеризации органических веществ. Статическая обменная ёмкость определялась в лабораторных масштабах с использованием 5 г навески смолы, 500 мл модельного раствора электролита (содержание Zn — 200 мг/л) для подтверждения заявленных производителем характеристик ёмкости по цинку (20 г на 1 кг смолы). Однако полученные результаты оказались отличны от заявленных по причине того, что был получен раствор с остаточным содержанием цинка 85 мг/л (или масса поглощённого металла составила 57,5 мг). Соответственно, полученный результат отражает ёмкость, равную 11,5 г цинка на 1 кг смолы. При десорбции растворами, согласно сопроводительной документации на смолу, получен раствор с содержанием цинка 60 мг/л (или масса десорбированного металла составила 60 мг). Следующий опыт производился в динамических условиях с изучением объединённых проб раствора электролита. Очищаемый электролит (содержание цинка 200 мг/л) был пропущен через колонну сорбции ёмкостью 65 мл (для достижения эффективной высоты слоя) при объёмной скорости потока 1 л/ч. Также электролиты определялись на содержание органики. После сорбции содержание цинка в электролите составило менее 0,1 мг/л. Органические вещества определялись методом хроматографии, без измерения их количественного содержания. Результаты определения органических веществ до и после сорбции приведены на рисунке (а и б соответственно) и в табл. 1. Результаты анализа по содержанию органики в электролитах показали снижение содержания органики. Таблица 1 Характеристика пиков и соответствие соединений Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 50-54. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 50-54. Номер пика Время удержания, мин Площадь, Сходимость соединения, % Соединение отн. ед. % До сорбции 1 3,152 1 943 547 17,88 96 3-Methyl-3 -chloro-1 -butene 2 5,571 1 726 816 15,88 96 Butane, 2,3-dichloro-2-methyl- 3 6,795 793 459 7,30 90 3-Hydroxy-3 -methyl-2-butanone 4 7,192 625 707 5,76 88 Butane, 1,3-dichloro-3-methyl- 5 7,429 2 413 059 22,20 81 2-Pentyne, 1-chloro- 6 9,732 911 469 8,38 78 Propanal, 2,3-dichloro-2-methyl- 7 9,875 559 989 5,15 77 Propanal, 2,3-dichloro-2-methyl- 8 11,137 370 681 3,41 71 Cyclopentane, 1,1-dichloro- © Баронин Е. А., Добрынин А. В., Смирнов П. В., 2024 51