Untersuchung der Sorptionseigenschaften des Kationenaustauschers KB-2M mit Makronetzstruktur zur Abtrennung von Zinkionen aus Ab- und Spülwässern

Abstract

Obwohl Ionenaustauschprozesse im Rahmen der Abwasserreinigung ziemlich gut untersucht worden sind, fehlen noch Kenntnisse uber Ionenaustauscher mit Makronetzstruktur. In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse der Untersuchung von Sorptionseigenschaften des Kationenaustauschers KB-2M mit Makronetzstruktur im Vergleich mit Harzen von poroser und nichtporoser Struktur zusammengefast. Die von uns hergestellten Carboxylharze wurden fur die Abtrennung der Zn2+-Ionen aus Ab- und Spulwassern unter statischen und dynamischen Bedingungen angewandt. Zur Aufklarung der Harzstruktur vor und nach der Zinksorption wurden verschiedene physikalische Methoden herangezogen, wie Quecksilberporosimetrie, IR-Spektroskopie, Elektronenmikroskopie und Rontgenstrukturanalyse. Der Zinkgehalt in Losungen wurde mittels AAS-Methode bestimmt. Aus den IR-spektroskopischen und kinetischen Angaben gelang es, den Sorptionsmechanismus der Zinkionen aufzuklaren. Die erhaltenen Ergebnisse gestatten zu sagen, das der Kationenaustauscher KB-2M mit Makronetzstruktur am besten fur die Zinksorption aus Ab- und Spulwassern geeignet erscheint. Study of Sorptional Properties of the Cation Exchanger KB-2M with Macroreticular Structure for Recovery of Zinc Ions from Sewage and Rinsing Water Although a number of ion-exchange methods have been employed for the recovery of some transition metals from industrial effluents, knowledge about ion-exchange resins with macroreticular structure is poor. The present paper describes the mechanism of sorption on such exchangers and their application for recovery of zinc from sewage rinsing water. Ion exchanger of macroreticular structure are polymers with long-chained cross-linking agents. We have synthesized carboxylic ion-exchange resins by hydrolysis of copolymerisates of methyl acrylate with different cross-linking agents: divinylbenzene, divinyl sulfide, divinyl ester of ethylene glycol and divinyl ester of di- or triethylene glycol. The sorption process on modifications of the carboxylic resins KB-2 of various structure was studied with different methods: potentiometric titration, infrared spectroscopy, electron microscopy, X-ray structural analysis. The initial zinc concentration in rinsing water was 0.05 mol/L at pH from 3 to 6. For the sorption, 0.2…1.0 g of resin were equilibrated with 100 mL of zinc solution. After equilibrium (12 h), the resin was separated from solution. The zinc ions were determined by atomic absorption spectrometry after stripping with 100 mL of 10% sulfuric acid. The distribution ratio D was calculated (D: mmole of Zn sorbed per gram of resin divided by mmole of Zn per millilitre of solution). By means of infrared spectroscopy, the mechanism of sorption of zinc ions from rinsing water was determined. There may be a possibility of the formation of complexes in the cation-exchange resin phase. It was found out in this paper that the cation-exchanger KB-2M of macroreticular structure is the most effective for the sorption of the Zn2+-ions from sewage and rinsing water.