12. Характеристики адсорбентов и их виды

В качестве твердого поглотителя (адсорбента) используются пористые твердые вещества с развитой (увеличенной) поверхностью. Адсорбенты имеют различные по диаметру каналы — поры, которые условно можно подразделить на макропоры (диаметр более 2·10^-4...6 • 10^-6 мм), переходные поры и микропоры (6· 10^-6... 2· 10^-9 мм).

Макропоры имеют относительно малую удельную поверхность, поэтому на их стенках адсорбируется ничтожное количество вещества. Макропоры играют роль лишь транспортных каналов поглощаемых молекул.

Переходные поры имеют размеры, значительно превышающие размеры адсорбируемых молекул. При адсорбции в таких порах возможно образование слоя поглощаемого вещества в одну молекулу (мономолекулярный слой) или в несколько молекул (полимолекулярный слой).

Размеры микропор близки к размерам адсорбируемых молекул, поэтому в процессе поглощения объем пор заполняется. Обычно микропоры пересекаются с макро- и переходными порами, что приводит к ускорению адсорбции.

Одним из основных показателей свойств адсорбентов является поглотительная, или адсорбционная, способность, которая также называется активностью, или емкостью, адсорбента.

Активность адсорбента показывает, какое количество вещества поглощается единицей массы или объема адсорбента. Активность адсорбента бывает динамической и статической.

13. Способы выщелачивания и устройства аппаратов для выщелачивания

Выщелачиванием называется процесс экстракции (извлечения) из твердых веществ одного или нескольких компонентов путем их избирательного растворения в жидкостях (экстрагентах). Этот процесс широко применяется в промышленности для производства сахара, минеральных удобрений, органических полупродуктов и красителей, растительных дубильных экстрактов и др.

Выщелачивание осуществляют различными способами в зависимости от природы, состава и состояния материала, подвергаемого обработке. Например, выщелачивание золотых, урановых руд и сульфидных концентратов проводят при перемешивании пульпы (смеси мелких твёрдых частиц с растворителем) — т.н. выщелачивание перемешиванием; выщелачивание меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов и других пористых и зернистых материалов, не склонных к слёживанию и образованию нефильтрующего слоя, проводят просачиванием растворителя через неподвижный слой твёрдого материала — т.н. выщелачивание перколяцией.

В последние годы успешно применяются экстракторы для выщелачивания с псевдоожиженным слоем твердой фазы. В цилиндрическую колонну сверху подается твердая фаза с определенным размером частиц. Снизу в аппарат подается растворитель с определенной скоростью, который переводит твердую фазу в псевдо-ожиженное состояние. Во избежание уноса твердых частиц верхняя часть аппарата расширена. Высота слоя твердой фазы 2...4 м. Сверху непрерывно отводится концентрированный экстрагент, а снизу — твердая фаза.

14. Применение ионитов в различных отраслях промышленности

Ионообмен – один из перспективных, широко применяемых в различных отраслях промышленности технологических процессов. Использование синтетических ионитов, обладающих большой обменной емкостью, высокой селективностью, химической стой­костью и механической прочностью, позволяет усовершенство­вать технологические процессы, исключить ряд энерго- и трудо­емких операций, снизить стоимость продукции. Применение ионитов позволяет осуществлять комплексную переработку сырья и решать вопросы по охране окружающей среды от вредных веществ. Ионообменный процесс наряду с адсорбцией можно считать од­ним из типовых массообменных (иногда химических) процессов, проходящих в нестационарных условиях.

В химической промышленности с помощью ионитов проводят очистку карбонатов щелочных металлов, гидроксида натрия, со­лей аммония; получают йод, бром и фосфорную кислоту; утили­зируют отходы химических производств для получения микродо­бавок; проводят катализ; получают химически чистые вещества; умягчают и деминерализируют воду; дезактивируют радиоактив­ную воду; обезвреживают промышленные сточные воды от солей металлов, фенола, цианистых соединений и др.

В гидрометаллургической промышленности иониты использу­ются для получения урана, разделения продуктов расщепления урана, получения редкоземельных металлов и др.

В фармацевтической промышленности иониты применяются для производства антибиотиков, витаминов, ферментов, консерви­рования крови, выделения и очистки вирусов и т.д.

В других отраслях промышленности иониты применяются для очистки и рафинирования диффузионных соков, очистки глюко­зы, гибридных и виноградных вин, фруктовых соков, получения фуражных концентратов, пищевого белка и т.д.

В заключение следует отметить, что область применения иони­тов расширяется: они находят широкое применение в медицине и биологии.