Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tách các dung dịch axit và muối đậm đặc trong môi trường nanoporous như nền tảng cho một công nghệ mới chế biến nguyên liệu thô chứa phốt-pho
Tóm tắt
Các mô hình vật lý và toán học đã được sử dụng để nghiên cứu phương pháp retardation axit nhằm tách axit ra khỏi muối của chúng trong các dung dịch đa thành phần đậm đặc bằng cách sử dụng vật liệu hấp phụ nanoporous. Một cơ chế tách kết hợp dựa trên thực tế rằng trong giai đoạn hấp phụ có độ điện thẩm thấp, các hạt axit kích thước nhỏ hơn, cụ thể là các phân tử hoặc các cặp ion liên kết chặt chẽ và được ngậm nước yếu, có thể thâm nhập vào nanopore và được giữ lại trong các lỗ này do hấp phụ phân tử hoặc các lực phân cực cạnh tranh. Các muối hòa tan được trình bày bởi các ion có độ ẩm cao hoặc các cặp ion liên kết yếu có thể dễ dàng đi qua môi trường xốp với dòng dung dịch đậm đặc, được bơm qua cột được đóng gói bằng giường hạt của nhựa trao đổi ion dạng gel hoặc polyme hypercrosslinked. Trong các quy trình AR chu kỳ thông thường, axit được tinh chế được giải phóng bởi nước theo cơ chế phân cực cạnh tranh. Tuy nhiên, các quy trình này chỉ có thể được sử dụng thành công khi các muối tách khỏi axit có độ tan cao, như trong trường hợp các dung dịch clorua và nitrat không có các thành phần có thể tạo thành các hợp chất không tan trong môi trường trung tính. Trong việc tách trong môi trường sulfate và phosphate thực tế, nơi mà thường chứa các kim loại kiềm thổ và các thành phần khác, các công nghệ AR dựa trên thông thường đã chứng minh là không hiệu quả. Phiên bản sửa đổi mới của retardation axit dựa trên hiệu ứng đã được phát hiện trước đó về sự ổn định của các hệ thống keo và dung dịch siêu bão hòa trong các môi trường trao đổi ion xốp. Một đặc điểm nổi bật của kỹ thuật được đề xuất là sử dụng các dung dịch nước axit yếu, thay vì nước, ở các giai đoạn thay thế axit trong các quy trình AR chu kỳ. Kỹ thuật tinh chế WPA được đề xuất sử dụng các bộ trao đổi ion dạng gel kiềm mạnh ở dạng phosphate mở ra khả năng cho các quá trình tách và tinh chế axit ổn định và khả thi với việc đồng thời chiết xuất các thành phần quý giá, chẳng hạn như tinh chất REE.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
A Reference Book of Chemist. Six Volumes, Ed. by B. P. Nikol’skii (Khimiya, Moscow, 1963) [in Russian], Vol. 1, pp. 948–958.
A Reference Book of Chemist. Six Volumes, Ed. by B. P. Nikol’skii (Khimiya, Moscow–Leningrad, 1964), Vol. 3, pp. 78–114.
A. A. Bolotokov, M. A. Kumakhov, A. N. Gruzdeva, and R. Kh. Khamizov, “Possibilities of micro X–ray fluorescence spectrometry of solutions with preconcentration,” J. Anal. Chem. 69 (8), 728–734 (2014).
V. A. Davankov, M. P. Tsyurupa, and N. N. Alexienko, “Selectivity in preparative separations of inorganic electrolytes by size–exclusion chromatography on hypercrosslinked polystyrene and microporous carbons,” J. Chromatogr. A 1100 (1), 32–39 (2005).
V. M. Davankov, Z. Blinnikova, and L. Pavlova, “Self–concentration effects in preparative SEC of mineral electrolytes using nanoporous neutral polymeric sorbents,” J. Sep. Sci. 32 (1), 64–73 (2009).
N. B. Ferapontov, L. R. Parbuzina, V. I. Gorshkov, N. L. Strusovskaya, and A. N. Gagarin, “Interaction of cross–linked polyelectrolytes with solutions of low–molecular–weight electrolytes,” React. Funct. Polym. 45, 145–153 (2000).
E. A. Glotova, N. A. Tikhonov, R. K. Khamizov, and A. N. Krachak, “Mathematical modeling of a sorption process for the retention of acid from a solution,” Moscow Univ. Phys. Bull. 68 (1), 65–70 (2013).
M. J. Hatch and J. A. Dillon, “Acid retardation. A simple physical method of separation of strong acids from their salts,” I&EC Process Design and Development 2 (4), 253–263 (1963).
F. G. Helfferich, “The theory of precipitation/dissolution waves,” AIChE J. 35 (1), 75–87 (1989).
R. Kh. Khamizov, B. F. Myasoedov, B. A. Rudenko, and N. A. Tikhonov, “General character of isothermal supersaturation in ion exchange,” Dokl. Phys. Chem. 356(1–3), 310–314 (1997).
P. S. Kindyakov, V. E. Plyushchev, S. B. Stepina, P. I. Fedorov, et al., Chemistry and Technology of Rare and Trace Elements. Volume 2. Technology of Rare and Trace Elements, Ed. By L. A. Bol’shakov (Vysshaya Shkola, Moscow, 1969) [in Russian].
Yu. A. Kokotov, and V. A. Pasechnik, Ion Exchange Equilibrium and Kineticts (Khimiya, Leningrad, 1970) [in Russian].
A. N. Krachak, R. Kh. Khamizov, V. A. Poznukhova, E. B. Podgornaya, and V. A. Durnaykin, “Basic regularities of electrolyte separation in the method of Acid Retardation. I. Influence of cation type on the sorption of acids and their salts from binary solutions,” Sorption Chromatogr. Proc. 11 (1), 77–88 (2011)
A. K. Lyashchenko and I. M. Karataeva, “The activity of water and permittivity of aqueous solutions of electrolytes,” R. J Phys. Chem. A. 84 (2), 320–328 (2010).
D. N. Muraviev and R. Kh. Khamizov, “Ion exchange isothermal supersaturation. concept, problems and application,” Ion Exch. Solvent Extr. Ser. Adv. 16, 119–210 (2004).
D. Muraviev, R. Kh. Khamizov, and N. A. Tikhonov, “Pecularities of the dynamics of ion exchange in supersaturated solutions and colloid systems,” Langmuir 19, 10852–10856 (2003).
R. A. Robinson and R. H Stokes, Electrolyte Solutions (Butterworth and Co, London, 1970).
G. B. Sidelnikov, N. A. Tikhonov, R. Kh. Khamizov, and A. N. Krachak “Modeling and study of sorption and separation of acids in solution,” Math. Models Comp. Simul. 5 (6), 501–510 (2013)
N. A. Tikhonov, V. V. Kirshin, and R. Kh. Khamizov, “Description of ion–exchange dynamics at an isothermal supersaturation in the presence of colloid particles on the surface of sorbent granules,” Russ. J. Phys. Chem. A. 74 (2), 246–252 (2000).
N. A. Tikhonov, “A new approach to calculating activity coefficients in a wide range of electrolyte concentration,” Dokl. Math. 82 (2), 808–810 (2010).
N. A. Tikhonov and G. B. Sidelnikov, “Quantitative analysis of physical factors that determine the behavior of activity coefficients of electrolytes,” J. Math. Chem. 51 (10), 2746–2756 (2013).
N. A. Tikhonov and G. B. Sidelnikov, “Modeling of physical effects governing the behavior of the activity coefficients of an electrolyte,” Math. Models Comp. Simul. 7 (1), 6–12 (2015).
N. A. Tikhonov and M. G. Tokmachev, “Quantitative analysis of physical factors that determine activity coefficients of electrolytes. III. Mixtures of electrolytes,” J. Math. Chem. 54 (2), 592–601 (2016).