НОВЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕМБРАННЫХ И БАРОЭЛЕКТРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ С НУЛЕВЫМ ЖИДКОСТНЫМ СБРОСОМ И ВОЗВРАТОМ СОЛЕЙ, КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Основные работы на третьем этапе выполнения проекта были направлены на изучение прикладных аспектов применения разработанных бислойных мембран. Разработанные мембраны были применены в процессе биполярного электродиализа, а также предельного электродиализного-концентрирования совмещенного с процессом разделения ионов. Часть работ была направлена на изучение характеристик процесса неизобарного концентрирования сильных электролитов. При проведении неизобарного концентрирования увеличение давления в камере концентрирования вызывает небольшой рост концентрации рассола (в среднем на 8-11%) однако снижает выходы по току, особенно при высоких значениях перепада давления. Для моделирования процессов использовалась полная форма уравнения Онзагера, в которой учитываются градиенты давления и концентрации, а также плотность тока. Верификация расширенной модели электродиализного концентрирования, показывает, что добавление двух транспортных коэффициентов и одной действующей силы позволяет адекватно описывать данные экспериментов. Максимальная ошибка по рассчитанной концентрации составила 9%. Основными механизмами переноса, несмотря на наличие градиента дав-ления остаются миграция ионов растворенного вещества и электроосмотический перенос воды. Исследованы параметры проведения процесса концентрирования смеси двух сильных электролитов с общим анионом (хлорид кальция и хлорид натрия) с использованием бислойной мембраны обладающей избирательной проницаемо-стью по катионам. Показано, что тонкий селективный гомогенный слой значительно снижает предельную плотность электрического тока и увеличивает специфическую проницаемость для однозарядного иона натрия. В рамках исследования биполярных, и бислойных мембран, предназначенных для процесса биполярного электродиализа, установ-лено, что диаметр частиц каталитической добавки, полученной из катионообменника КФ-1, не влияет на электрохи-мические характеристики гетерогенных биполярных мембран. В процессе получения концентрированных кислот с использованием биполярной мембраны МБ-3 возникает пробле-ма снижения чистоты продуктов из-за протонирования фосфорнокислотных групп катионообменного слоя МБ-3 и потери ей способности задерживать ионы соли, присутствующие в растворе. На несение на поверхность её катионо-обменного слоя перфторсульфополимера значительно (в 18-40 раз) повышает чистоту и концентрацию щелочи, при этом энергозатраты на переработку остаются на стабильном уровне. Это свидетельствует о перспективах использова-ния модифицированных мембран в биполярном электродиализе для переработки высококонцентрированных растворов, например, в отходах атомной промышленности.