Применение сульфоугля

Сульфоуглем методом ионного обмена производится умягчение воды и обезжелезивание.

Умягчение - ионный процесс удаления путем извлечения солей жесткости (кальция, магния и др.).

Котельная вода - основной вид очищаемых растворов сульфоуглем.

Применение сульфоугля основано на приспособленности этих ионитов обменивать катионы и извлечения их из водных растворов при водоподготовке. Катионами в процессе сульфирования угля и получения конечного продукта - сульфоугля "заряжаются" частицы сульфоугля, благодаря неровной поверхности и наличию гранул - обеспечивают большую площадь взаимодействия с водными растворами.

В процессе водоподготовки сульфоуголь отдает свои заряженные катионы в обмен на жесткие ионы солей металлов. Различают натрий-катионирование и водород-катионирование (Na-катионирование и H-катионирование).

Процесс ионного обмена между водным раствором и ионитом, в присутствии солей жесткости, зависит от большого количества факторов.

Лидирующими являются свойства сульфированных углей, исходный состав воды и условия водоподготовительных процессов. Сульфоуголь нашел такое широкое применение для водоподготовки прежде всего из-за того, что цены на ионообменные смолы выше, чем на него.

Между этими факторами имеется взаимосвязь и прежде всего они определяют скорость и условия прохождения реакций ионного обмена.

Ионообмен между ионами сульфоугля и ионами исходного водного раствора, по факту - раствором солей, обусловливается проникновением-диффузией ионов положительных из раствора внутрь сульфоугля и из него в водный раствор. Процесс управляется законами взаимодействия масс и диффузии.

При удалении солей жесткости из воды, имеющей в составе ионы магния и кальция, катионированием последние будут перемещаться в сульфоуголь; в свою очередь натрий-ионы из сульфоугля диффундируют в водный раствор.

В результате ионообменного процесса Mg2+ и Са2+ займут пустое место выдавленного натрия в сульфоугле, а натрий завладеет местом магния и кальция в водном умягченном растворе.

Обмен положительных ионов между сульфоуглями и водными растворами проходит эквивалентно: из ионита Na+ ионы вытесняются в равном количестве ионов Mg2+ и Са2+, удаляемых из раствора воды.

Ионообмен не только эквивалентен, но и обратим.