Atrof-muhitni muhofaza qilishdagi eng dolzarb muammolar

Oxirgi elcstragent


Yangi ekstragent
Oqova suv
2


I Ajratib olingan
-! komponent
_b EkWagent
3. ll-rasm. Ekstraksion qurilmalarning chizmasi.
o — ko‘p bosqichli qarama-qarshi oqimli ekstraksiyaning sxemasi:
1—3 — aralashtirgichlar; 1’—3’ — tindirgichlar; b—ekstrakt va rafınatdagi ekstragentni regeneratsiya qiluvchi qarama-qarshi oqimli uzluksiz ekstraksiya sxemasi: /—ekstragentni rafinatdan ajratish tizimi; 2—ttolonna; 3—ektragentni ekstraktdan ajratish tizimi.

oqova suv qarama-qarshi tomonlardan beriladi. Birinchi bosqichda tarkibida iflosliklar kam bo‘1gan oqova suv yangi ekstragent bilan aralashadi, oxirgi bosqichda esa bosh1ang‘ich oqova suv tarkibida yetarlicha miqdorda ajratib olinayotgan moddalari bor bo‘lgan ekstragent bilan aralashadi. Oqimlarning bunday harakati ekstraksiya jarayonining harakatlantiruvchi kuchi hosil bo‘lishiga va oqova suvlarni samaraliroq tozalashga olib keladi.

3.11- rasm, b da ekstrakt va rafmatdagi ekatragentni regene- ratsiyalovchi qarama-qarshi oqimli ekstraksiya sxemasi keltirilgan. Oqova suvdan fenolni ekstraksiyalashda oddiy dietil, dibutil, diizopropil efır va murakkab efırlar: etilasetat, n-amilasetat, izo-
butilasetat, izo-amilasetat ishlatiladi.
Fensolvan — murakkab alifatik efirlarning aralashmasi — suvda qiyin eruvchan, ammo fenollarga nisbatan yuqori eritish qobi- liyatiga ega. 2 % li fenol eritmasi (karbol kislota) uchun taqsimlash

3.12-rasm. Oqova suvlardan fenollarni ajratib olish qurilmasining chizmasi.
1 — muzlatgich; 2 — purkagich kolonnasi; 3 — ekstraktorlar;

2. 
   — dekantator; 5 — rektifikatsion kolonna; 6 — fensolvan yig‘uvchi idish; 7— regeneratsion kolonna; g — kondensatorlar.
   

koeffitsiyenti 49 ga teng, uning zichligi 0,88 kg/m'. Regeneratsi- yadan so‘ng fensolvanning ekstraksiyalash xususiyati to‘la tiklanadi. Oqova su dan fenolni tozalash chizmasi 3.12- rasmda keltirilgan. Fenolli oqova suv 20—25 C gacha muzlatgiGhda sovitiladi, ienolatlarni erkin fenolga aylantirish uchun CO ₂ li (tutun gaz) gaz bilan puflanadi. Shundan so‘ng ular ekstraksiyaga yuboriladi. Birinchi bosqichdan ekstrakt fensolvan haydaladigan rektifikatsi- yalovchi kolonkaga beriladi. Kondensatsiyadan so‘ng u yig‘gichga beriladi, fenol esa ishlatilishga yuboriladi. Ekstraktorning oxirgi bosqichida fenolsizlantirilgan suv kolonkaga yuboriladi, bu yerda
bug‘ yordamida haydalgan yig‘gichga fensolvan keladi.
Oqova suvdan fenolni ajratib olish darajasi 92—97a ga yetadi. Fenolning qo1dig‘i 800 mg/1 ni tashkil etadi. Oqova suvni fenoldan ko‘proq tozalash uchun MnO ₂ (pirolyuzit) va HOS0 ₄ bilan oksidlanadi:
C ₆H ,OH + 14MnO₂ + 14H,S0 ₄ —+ 6CO ₂ + 17H,O + 14MnS0 ₄
Oqova sus tarkibidagi nitrobirikmalarni tozalash uchun ham ekstraksion qurilmalardan foydalaniladi. Bunday suv tarkibida:
1,5-2,2% nitrobirikmalar va 0,25—0,6s erkin holda nitrat kislota mavjud bo‘1adi.
Nitrobirikmalar benzol bilan ekstraksiyalanadi. Ekstraksiya jarayonida nitrat kislota bilan nitrolanish reaksiyasiga kirishadi va oqova suvdagi uning konsentratsiyasi 0,01—0,03% gacha kamayadi. Ekstraksiya 2 bosqichli qurilmada olib boriladi. Ekstrakt rektifi- katsiya kolonkasiga keladi. Rektifikatsiyadan so‘ng benzol qayta ishlatishga yuboriladi, ajratilgan nitrobirikmalar esa tayyor mah- sulot olish uchun qayta ishlatiladi.
Oqova su lardan metallarni ajratib olish uchun suyuqlik eks- traksiyasi ishlatiladi. Suyuqlik ekstraksiyasi jarayonida ajratib olinayotgan metallar organik fazaga o‘tadi, so‘ng qayta ekstraksiya natijasida organik fazadan su li eritmaga o‘tadi. Shunday qilib, oqova suvlarni tozalash va metallarni konsentrlashga erishiladi.
Metallarni su li eritmadan organik fazaga o‘tkazish 3 xil usulda olib boriladi.

1. 
   Kation-almashinish ekstraksiyasi usuli, ya’ni ekstraksiya- lanayotgan metall kationining ekstragent kationiga almashinishi.
   
2. 
   Anton-almashinish ekstraksiyasi usuli, ya’ni suv tarkibidagi metall anionining ekstragent anioniga almashinishi.
   
3. 
   Koordinatsion ekstraksiyasi usuli. Bunda ekstragentlar sifa- tida RNH, — birlamchi, ikkilamchi R ₂NH va uchlamchi aminlar RCN (R—C —C,) ishlatiladi. Bunda ekstragent i6ni yoki moleku- lasi ekstraksiyalanayotgan metall atomlari bilan kompleks birikma hosil qiladi.
   

Umumiy ko‘rinishda kation-almashinuvchi ekstraksiya jarayoni quyidagicha boradi:
Meg, + zHR,q icI M R@ Şg + H+
bu yerda, Me — z valentli metall; R organik kislota qoldig‘i. Kation-almashtiruvchi ekstragentlar. Bunday ekstragentlarga uglerod atomidagi radikallari 7 dan 9 gacha bo‘1gan karbon kislotasi, yog‘ qatori kislotalari va naften kislotalari misol bo‘1adi. Kation-almashinuvchi ekstraksiyaning turli-tumanligiga kompleks hosil qiluvchi (xelat hosil qiluvchi) ekstragentlar bilan
ekstraksiya qilish sabab bo‘1adi. Reaksiya natijasida metall atomlari (ionlari) ichki kompleks birikmalar hosil qiladi.
Anion almashinuvchi ekstragentlarga to‘rt1amchi ammoniy asoslari (TAA) va uning tuzlari (TAT) ham kiradi. TAA ammoniy ioni hosilalari hisoblanadi (NH₄)+ : R,NOH.
TAT lar metallarni anion almashinuvchi reaksiya turiga qarab ekstraksiyalaydi.

mMeX' + z(R₄Nq)
Y ;c* m(RCN), MeX + zY ;

bu yerda, z — metall tarkibli MeX anionning zaryadi; m — TAT anionining zaryadi, Y—TAT anioni. TAT metall tuzlari, kislotali va ishqorli eritmalarni ekstraksiyalashda ishlatiladi.
Neytral ekstragentlarga quyidagilar kiradi:

1. 
   Umumiy formulasi ROH (uglerod atomlari 7 dan 9 gacha) bo‘1gan organik spirtlar.
   
2. 
   R₂CO tarkibli ketonlar.
   
3. 
   Oddiy efirlar — R₂O (dietilefir (C₂H,), O).
   
4. 
   Spirtning noorganik kislotalar bilan ta’siri natijasida hosil bo‘1adigan murakkab efirlari, masalan, tributilfosfat TBF (C4H,O)3PO.
   
5. 
   Trialkilfosfınoksid — R,PO;
   
6. 
   Sulfooksid — R,SO.
   

Bu ekstragentlarning barchasi kislorod gruppalariga ega va qutbli hisoblanadi. Dietil efir bilan ekstraksiyalash reaksiyasi oksonli tur bo‘yıcha boradi. Bunday reaksiyalarning mohiyati shundan iboratki, kuchli kislotali eritmalardagi vodorod ioni juda barqaror kompleks ion — oksoniy H,O+ ni hosil qiladi:
HOO + H+ = [H₂O —› H]*
Xuddi shunday «+» zaryadli kompleks ion vodorod ionining kislorodli organik moddalar bilan ta’siridan hosil qiladi:
@O + H+ = [R₂O H]+

Metall anion kompleks ko‘rinishida ekstraksiyalanadi, masalan:

H[FeC1₄] + R₂O = [RIO —› H][FeCl₄]

6. 
   Teskari osmos va ultrafiltrlash
   

Osmotik bosimdan yuqori bosimda yarimo‘tkazuvchi mem- branalar orqali eritmalarni filtrlash jarayoni teskari osmos va ultrafiltrlash deb ataladi (3.13-rasm).
Membrana o‘zidan erituvchi molekulalarini o‘tkazadi, shu bilan birga erigan moddalarni ushlab qoladi. Teskari osmosda erituvchi molekulalarning o‘lchamidan katta bo‘lmagan zarrachalar ajratiladi. Ultrafıltrlashda alohida zarrachalarning o‘lchami d., odatda kattaroq. Quyida bu jarayonlarning qo‘llani1ish chegaralari keltirilgan.
Jarayon Teskari osmos Ultrafiltrlash Makrofiltrlash
^d_{z “} 0 0001-0,001 0,001-0,02 0,^{02— 0}
Bu jarayon oddiy filtrlashdan mayda o‘lchamli zarrachalarning ajralishi bilan farq qiladi. Teskari osmos jarayonini olib borish uchun kerak bo‘1gan bosim ultrafiltrlash jarayoniga kerak bo‘lgan bosim (0,1—0,5 MPa) ga qaraganda ancha yuqori (6-10 MPa). Teskari osmos issiqlik elektrstansiyalarida suvni tuzsizlanti- rishda va turli sanoat korxonalarida (yarim o‘tkazgich1ar, kines- koplar, dori-darmon ishlab chiqarishda na h.k.) hamda shahar oqova suvlarini tozalashda ishlatiladi. Teskari osmosning eng sodda qurilmasi yuqori bosimli nasos va ketma-ket ulangan moduldan
(membranali element) iborat (3.14- rasm).
Usulning afzalliklari: iflosliklar ajralishida fazalarga ajratish shart emasligi, energiya sarfi kamligi, kimyoviy reagentlarsiz yoki kam miqdorda reagent qo‘shish bilan xona haroratida olib borish mumkirıligi; qurilma tuzilishining soddaligi. Usulning kamchiligi: membrananing tashqi yuzasida erigan moddalar konsentratsi- yasining ortishi bilan yuzaga keluvchi konsentratsion qutblanishning hosil bo‘1ishidir. Bu holat qurilmaning ish mahsuldorligining kamayishiga, komponentlarning parchalanish bosqichi pasayishiga va membrananing ishlash muddatining kamayishiga olib keladi.
o6