Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 23. 9 juni 1953 - Moderna jonutbytare — teknik och ekonomi, av Bror Wenke
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 juni 1953
487
Moderna jonutbytare —teknik och ekonomi
Civilingenjör Bror JVenke, Nucka
För kinetiken hos den process, som brukar
kallas jonutbyte, har uppställts ett flertal teorier.
Oberoende av om förloppet är att betrakta som
ett kristallfenomen eller ett membranfenomen
kan det dock karakteriseras som ett reversibelt
utbyte av joner mellan en vätskefas och en fast
fas.
Den fasta fasen — jonutbytaren — kan
antingen byta ut positiva eller negativa joner. I
förra fallet kallas den katjonutbytare och i
senare fallet anjonutbytare.
Katjonutbyte används i industriell skala vid två
processer, nämligen vid utbyte av metall joner
eller organiska katjoner mot natrium
Ca2+ + 2 NaR 2 Na+ + CaR2 (1)
och vid utbyte av alla metalljoner eller organiska
katjoner mot väte
Ca2+ + 2 HR ^ 2 H+ + CaR2 (2)
Vid process (1), som bl.a. utnyttjas vid vanlig
avhärdning av vatten, regenereras
jonutbytes-materialet med koksaltlösning. Vid process (2)
skall jonutbytaren vara i väteform, vilket
uppnås genom regenerering med saltsyra eller
svavelsyra.
Anjonutbyte förekommer praktiskt taget endast
vid en process, som till sin karaktär är
adsorp-tion av fri syra
HCl + OHR C1R + H20 (3)
Regenerering av jonutbytaren sker i detta fall
vanligen med soda eller natronlut, mera sällan
med ammoniak.
Kombineras processerna (2) och (3) är det som
synes möjligt att från en lösning avlägsna
samtliga elektrolyter eller med andra ord fullständigt
avsalta den. Denna kombinationsprocess
utnyttjas vid bl.a. totalavsaltning av vatten.
Jonutbytare
Utveckling
Det innebar ett stort framsteg för
jonutbytes-tekniken när engelsmännen Adams och Holmes
år 1935 visade på möjligheten att syntetiskt
framställa både katjon- och anjonutbytare
genom kondensering av aromatiska föreningar med
formaldehyd eller andra aldehyder. Hos
katjon-utbytaren har därvid den aromatiska radikalen
541.183.24
(—COOH, —SOsH m.fi.) sur karaktär, medan
anjonutbytarens radikal är en amin.
Genom syntes av jonutbytare blev det möjligt
att avpassa exempelvis en katjonutbytares
syrastyrka genom införande av olika sura grupper
och genom anlagring av dessa antingen direkt vid
molekylens kärna eller som sidokedjor. Likaledes
kunde man framställa anjonutbytare med olika
basstyrka. Framför allt uppvisade dessa
syntetiska organiska material — fenoplaster — en
avsevärt högre utbytesförmåga och större
regenereringseffekt än äldre material.
Dessa var i stort sett kolutbytarna, framställda
genom behandling av specialkol med svavelsyra,
och silikatutbytarna vilka är naturliga
produkter, såsom leror och grönsand, eller syntetiska
geler. wSilikatutbytarna har låg utbytesförmåga,
förbrukar mycket regenereringsmedel, kan
användas bara inom ett begränsat pH-område (6,8
—8) och ger kiselsyraläckning, varför de vid det
här laget så gott som helt försvunnit ur
marknaden.
Även fenoplasterna visade sig emellertid trots
ett intensivt utvecklingsarbete ej kunna befrias
från en del svagheter. Katjonutbytarnas
pH-om-råde sträcker sig sålunda normalt icke högre upp
än till pH 8—8,5, vilket speciellt i industriella
matarvattenreningsanläggningar med kemisk
fällning och efteralkalisering inneburit vissa
risker.
Temperaturbeständigheten är i praktisk drift
relativt dålig och då fenoplasterna därjämte lätt
oxideras har det visat sig att exempelvis ett
normalt kloröverskott på 0,1 mg/1 i vattnet är
tillräckligt för att särskilt vid stegrad temperatur
relativt snabbt bryta ner materialet med
kapacitetssänkning som följd.
Samtliga dessa svagheter har berott på själva
bäraren av de reaktiva jonutbytande grupperna,
dvs. plaststommen. Problemet löstes emellertid
strax efter andra världskrigets slut, när G F
d’Alelio hos General Electric i USA påvisade
möjligheten att framställa jonutbytare med
stomme av polystyren — ett plastmaterial med
egenskaper som både fysikaliskt och kemiskt är
betydligt lämpligare än fenolhartsernas.
övergången till polystyren resulterade i en rad
direkta och indirekta förbättringar, nämligen
ökad temperatur- och oxidationsbeständighet,
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
