Диффузионный диализ водного солянокислого раствора хлорида железа (III) с применением гетерогенной анионообменной мембраны Ralex AMH-PP

Abstract

Listen

Translate article

Проведено экспериментальное исследование и теоретическое моделирование процесса диффузионного переноса при диализе водного раствора соляной кислоты и хлорида железа (III) с применением гетерогенной сильноосновной анионообменной мембраны Ralex AMH-PP с четвертичными аммониевыми фиксированными группами. Диффузионный диализ проводили в двухкамерном проточном диализаторе в режиме рецикла. Расчет ионного состава исходного исследуемого раствора показал, что Fe3+ представлен в виде [FeCl]2+, [FeCl2]+ и [FeCl3]. Контроль концентрации соляной кислоты в пер меате и ретентате осуществляли с использованием потенциометрического и титриметрического методов, содержание железа определяли комплексонометрическим титрованием. Найдены основные характеристики диффузионного переноса HCl и ионов железа (III) через анионообменную мембрану Ralex AMH-PP. Диффузионный поток соляной кислоты в 20-100 раз превышает поток соли железа (III), вероятно, благодаря более высокой подвижности иона водорода как в растворе, так и в мембране, а также менее выраженному его доннановскому исключению из фазы мембраны. При снижении мольного соотношения соляной кислоты и хлорида железа (III) в исходном растворе диффузионный диализ становится менее эффективным. Численное моделирование процесса диффузионного диализа солянокислого раствора хлорида железа (III) в программе COMSOL Multiphysics с привлечением данных о коэффициентах диффузии ионов в мембране, определенных по электропроводности ионообменной мембраны, подтверждает результаты эксперимента. Найдено, что ионы Fe3+ через анионообменную мембрану переносятся в основном в составе ионов [FeCl2]+. Снижение доли [FeCl]2+ и Fe3+ в общем потоке ионов железа (III) может быть обусловлено как их низкой концентрацией в питающем растворе, так и их высоким зарядовым числом. Предложена блок-схема процесса регенерации компонентов отработанного солянокислого травильного раствора с применением диффузионного диализа, который включает возвращение полученного в ходе диализа раствора HCl на ранние стадии процесса, а также возможность использования обогащенного солью железа (III) ретентата для травления медных печатных плат.