Institut für Chemie

Untersuchungen zur Selektivität unterschiedlich substituierter Iminodiessigsäure - Ionenaustauscher gegenüber
zweiwertigen Metallionen

Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades
"doctor rerum naturalium"
(Dr. rer. nat.)
in der Wissenschaftsdisziplin "Anorganische Chemie"

eingereicht an der
Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät
der Universität Potsdam

von
Christina Niehus

Potsdam, im Oktober 2006

Vorsitzender der Prüfungskommission:
Prof. Dr. P. Strauch

Gutachter:
1. Prof. Dr. Uwe Schilde
2. Prof. Dr. Manfred Grote
3. Prof. Dr. Helmut Müller

Eingereicht am: 16.10.2006

Tag der mündlichen Prüfung: 01.03.2007

Abstract Deutsch

Zur selektiven Entfernung von Schwermetallen aus industriellen Abwässern und Prozesslösungen der metallverarbeitenden Industrie werden synthetische metallkomplexierende funktionelle Polymere – mit Iminodiessigsäure (IDE) als aktive Spezies – seit Jahren erfolgreich zur Eliminierung störender Kationen eingesetzt. Ständig steigende Anforderungen an die Qualität der aufzubereitenden Wässer verlangen nach leistungsfähigen Selektivaustauschern, die den Erhalt der Eigenschaften von Prozesslösungen (z. B. pH-Wert, Salzgehalt) ermöglichen. Ziel der Untersuchungen war es, die strukturellen Matrixeinflüsse auf Beladung, Kapazität, Selektivität und Kinetik durch Variation der Matrix und der experimentellen Bedingungen näher zu untersuchen. Auf Basis einer monodispersen Erstsubstitution eines Styren-Divinylbenzen-Copolymerisates wurde durch gezielten Einbau funktioneller Gruppen – Synthese mit differenziertem Substitutionsgrad (TK/N 1-2) – versucht, systematisch den Einfluss des Substitutionsgrades der Matrix auf die Eigenschaften der Ionenaustauscher zu analysieren. Methodisch geordnet wurden zunächst die Versuche nach dem Batch- und anschließend nach dem Säulenverfahren durchgeführt und parallel dazu die Matrix charakterisiert. Das Verhalten der funktionellen Ankergruppen in Abhängigkeit vom pH-Wert der Lösung (pH-Bereich 2 - 5) wurde untersucht, der optimale Anreicherungs-pH-Wert, die maximale Beladung (Kapazität) und Selektivität der unterschiedlich substituierten Proben für die Schwermetall-Ionen Cu, Zn, Ni, Cd, Pb und Co ermittelt. Den statischen Versuchen folgten dynamische Untersuchungen im Säulenverfahren. Ziel war die Ermittlung des Durchbruchverhaltens und der Durchbruchkapazität bei optimalem pH-Wert in Abhängigkeit vom Substitutionsgrad gegenüber den Einzelmetallionen (Cu, Ni, Zn) und ausgewählten Paaren (Cu/Ni, Cu/Zn, Ni/Zn). Alle Ionenaustauscher wurden ausschließlich in der Ca-Form eingesetzt.

Eigene Schlagworte: Schwermetallentfernung, Ionenaustauscher, schwach saure Chelataustauscher, Lewatit TP 207

Abstract English

Selective ion exchange offers a good solution for cleaning many waste streams. The aim of this study was to develop selective ion exchange materials for effective and economical applications in waste water treatment. The investigation of chelate resins is based on iminodiacetate with different secondary substitution (degree of substitution TK/N 1 - 2, from aminoacetic acid to iminodiacetate as functional group). As comparison the weak acid resin Lewatit TP 207 was used. The research focused on the application of selective ion exchange resins for waste effluents to ascertain the feasibility of a selective ion exchange process employing chelating cation exchangers for heavy metal removal. The metals of interest were copper (Cu), zinc (Zn), nickel (Ni), cobalt (Co), lead (Pb) and cadmium (Cd) and the resins appointed in the Ca-form.
The batch operation was conducted to determine the equilibrium data and the operating resin capacity, one of the most important properties. The main equilibrium parameter affecting the ion exchange was the pH value (array 2-5). The best accumulation pH value was obtained using pH 5 for all metals. The only exception was lead with pH 3. After determining the viability of the different resins with batch systems, this study has focused on the column mode experiments. They were generated for the selected resins in the continuous ion exchange process which are essentially reserved for industrial applications. A practical application of the breakthrough curves is the determination of the breakthrough time which helps to find the best operating conditions.

Keywords: heavy metal removal, ion exchange, chelating cation exchanger, weak acid resin, Lewatit TP 207

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung und Problemstellung
• 2  Grundlagen
  • 2.1  Aufbau und Eigenschaften chelatbildender Ionenaustauscher
  • 2.2  Chelatbildende Ionenaustauscher mit IDE - Ankergruppen
  • 2.3 Bindungsmechanismen an IDE-Ionenaustauscher
  • 2.4  Dekomplexierungs-pH-Werte
  • 2.5 Einsatzformen des IDE-Ionenaustauschers
  • 2.6  Synthese von IDE-Ionenaustauschern
  • 2.7  Lewatit TP 207
  • 2.8  Gleichgewichte
  • 2.9 Austausch – Isothermen
    • 2.9.1  Langmuir - Isotherme
    • 2.9.2 Freundlich – Isotherme
    • 2.9.3 BET-Isotherme
• 3  Experimenteller Teil – Material und Methoden
  • 3.1  Ausgangsmaterialien
    • 3.1.1  Durchführung der Kapazitätsbestimmung
    • 3.1.2 Konditionierung der Ionenaustauscher
  • 3.2  Charakterisierung der Matrix
    • 3.2.1  Wassergehalt und Trockensubstanz der Liefer- und Ca-Form
    • 3.2.2 Analyse der Porenstruktur (N₂-Sorption, Hg-Porosimetrie)
    • 3.2.3 Rasterelektronenmikroskopie (REM/EDX)
  • 3.3  Batchversuche
    • 3.3.1  Austauschisothermen
    • 3.3.2 Batchversuche für zeitabhängige GGW-Untersuchungen
  • 3.4 Säulenversuche
  • 3.5  Schwermetallanalytik mittels AAS
• 4  Ergebnisse und Diskussion
  • 4.1  Ausgangsmaterialien
  • 4.2  Charakterisierung der Matrix
    • 4.2.1  Wassergehalt und Trockensubstanz der Lieferform und Ca-Form
    • 4.2.2 Analyse der Porenstruktur (N₂-Sorption, Hg-Porosimetrie)
    • 4.2.3  Rasterelektronenmikroskopie (REM/EDX)
    • 4.2.4 Zusammenfassung und Diskussion der Matrix-Untersuchungen
  • 4.3 Batchversuche - Austauschisothermen
    • 4.3.1  Kupfer
    • 4.3.2 Zink
    • 4.3.3 Nickel
    • 4.3.4  Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse der Austauschisothermen
  • 4.4  Zeitabhängige Gleichgewichtsuntersuchungen
    • 4.4.1  Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert der Beladungslösung
    • 4.4.2  Zusammenfassender Vergleich der Zeitverlaufskurven bei pH-Werten 2 und 5
    • 4.4.3 Zeitverlaufskurven unterschiedlich substituierter Proben bei pH-Wert 5
    • 4.4.4  Kinetik
  • 4.5  Säulenversuche – Einzelelementuntersuchungen
    • 4.5.1  Kupfer-Beladung
    • 4.5.2 Zink-Beladung
    • 4.5.3  Nickel-Beladung
    • 4.5.4  Zusammenfassung und Diskussion der Einzelelement-Untersuchungen
  • 4.6  Säulenversuche ausgewählter Paare
    • 4.6.1  Kupfer/Nickel-Beladung
    • 4.6.2  Kupfer/Zink-Beladung
    • 4.6.3  Nickel/Zink-Beladung
    • 4.6.4 Zusammenfassung und Diskussion der Säulenversuche ausgewählter Paare
• Literaturverzeichnis
• Zusammenfassung
• Anhang
  • A 1 Austauschisothermen
  • A 2 Matrix
  • A 3 Säulenversuche
• Abkürzungen und Symbole
• Danksagung
• Eidestattliche Erklärung

Tabellen

• Tab. 2.2.1: IDE-Ionenaustauscher verschiedener Hersteller
• Tab. 2.3.1: Vergleich wichtiger Eigenschaften der untersuchten Metallionen
• Tab. 2.4.1: Dekomplexierungs-pH-Werte ausgewählter Metallionen [Bayer 2002]
• Tab. 2.7.1: Produktdaten Lewatit TP 207 [Bayer 2002]
• Tab. 3.1.1: pH-Drift beim Neutralwaschen der Ca-Form
• Tab. 3.2.1: Probenbezeichnung und Beladung der REM-Proben
• Tab. 3.2.2: Lösungsmittelaustausch zur Trocknung der Proben
• Tab. 3.4.1: Ansatz der Modell-Lösungen für die Einzelelementbestimmung
• Tab. 3.5.1: Arbeitsparameter für Atomabsorptionsspektrometer VGP
• Tab. 4.2.1: Trockensubstanz verschiedener Proben bei Einsatz von 5 mL Ca-Form [g TS]
• Tab. 4.2.2: Physikalische Kenngrößen zur Charakterisierung der Ionenaustauscher
• Tab. 4.3.1: Langmuirparameter der Cu-Beladung
• Tab. 4.3.2: Freundlich-Parameter der Cu-Beladung
• Tab. 4.3.4: Langmuirparameter der Zn-Beladung
• Tab. 4.3.5: Freundlich-Parameter der Zn-Beladung
• Tab. 4.3.7: Langmuirparameter der Ni-Beladung
• Tab. 4.3.8: Freundlich-Parameter der Ni-Beladung
• Tab. 4.4.1: Cu-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.2: Cu-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.3: Zn-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.4: Zn-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.5: Ni-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.6: Ni-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.7: Cd-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.8: Cd-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.9: Co-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.10: Co-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.11: Pb-Anreicherungsgrad (P) in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Tab. 4.4.12: Pb-Beladung im Gleichgewicht als Prozent der Totalkapazität (TK)
• Tab. 4.4.13: Ausgewählte Daten der substituierten Proben und der Vergleichsprobe TP 207
• Tab. 4.4.14: Probe TP 207 Anreicherung [%] und Beladung als [%] der TK im GGW, pH-Wert 5
• Tab. 4.4.15: Beladung der Proben im Gleichgewicht als [%] der TK, pH-Wert 5
• Tab. 4.5.1: Ausgewählte Daten der untersuchten Proben
• Tab. 4.5.2: Cu - Durchbruchverhalten bei pH 5
• Tab. 4.5.3: Berechnung der Eluatkonzentrationen
• Tab. 4.5.4: Zn - Durchbruchverhalten bei pH 5
• Tab. 4.5.5: Berechnung der Eluatkonzentrationen (aus Eluat + Waschwasser)
• Tab. 4.5.6: Ni - Durchbruchverhalten bei pH 5
• Tab. 4.5.6: Berechnung der Beladung der Ionenaustauscher (aus Eluat + Waschwasser)
• Tab. 4.5.7: Zusammenfassung - Vergleich der DBK und Eluate, pH 5
• Tab. 4.6.1: Ni-Ablaufvolumen zum Erreichen von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.2: Durchbruchkapazitäten unterschiedlich substituierter Proben
• Tab. 4.6.3: Berechnung der Eluatbeladung (aus Eluat + Waschwasser)
• Tab. 4.6.4: Vergleich der DBK der Cu/Ni- und Einzelelement-Untersuchungen
• Tab. 4.6.5: Eluate der Proben der Einzelelemente und der Cu/Ni-Beladung
• Tab. 4.6.6: Durchsätze an Ni-Ablauflösung bis zum Erreichen des Ablaufs von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.7: Vergleich der DBK bei pH-Werten 2 und 5
• Tab. 4.6.8: Durchsätze an Zn-Ablauflösung bis zum Erreichen von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.9: Durchbruchkapazitäten unterschiedlich substituierter Proben
• Tab. 4.6.8: Berechnung der Eluatkonzentration der Proben (aus Eluat + Waschwasser)
• Tab. 4.6.10: Vergleich der DBK der Cu/Zn- und Einzelelement-Untersuchungen
• Tab. 4.6.11: Eluate der Proben der Einzelelemente und Cu/Zn-Beladung
• Tab. 4.6.12: Durchsätze an Zn-Ablauflösung bis zum Erreichen von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.13: Vergleich der DBK bei pH-Werten 2 und 5
• Tab. 4.6.14: Durchsätze an Zn-Ablauflösung bis zum Erreichen von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.15: Durchbruchkapazitäten unterschiedlich substituierter Proben
• Tab. 4.6.16: Berechnung der Eluate der Proben (aus Eluat + Waschwasser)
• Tab. 4.6.17: Eluate der Proben der Einzelelemente und Ni/Zn-Beladung
• Tab. 4.6.18: Durchsätze an Zn-Ablauflösung bis zum Erreichen von c/c₀ > 1
• Tab. 4.6.19: Vergleich der DBK bei pH-Werten 2 und 5
• Tab. 4.6.20: Ansatz der Beladungslösung für Adsorptionsisothermen
• Tab. 4.6.21: Probenahmeplan für zeitabhängige Batchversuche
• Tab. 4.6.22: Fällungs-pH-Werte verschiedener Metall-Ionen [Hartinger 1976]
• Tab. 4.6.23: Zn-Verteilungskoeffizienten
• Tab. 4.6.24: Cu-Verteilungskoeffizienten K_d [mL/g] unterschiedlicher Ionenaustauscher
• Tab. 4.3.9: Ni-Verteilungskoeffizienten für die Ionenaustauscherproben 1 und 2
• Tab. 4.6.25: Qualität der Ausgangsbeladung
• Tab. 4.6.26: Umrechnung der als NaOH – Zahl ermittelten TK in mmol/g Probe - TS
• Tab. 4.6.28: Strukturveränderungen während der Trocknung der Dinatriumform

Bilder

• Abb. 2.1.1: Einflussparameter auf das Austauschverhalten
• Abb. 2.9.1: Prinzip der Adsorption [Kienzle, Bäder 1980]
• Abb. 2.9.2: Isothermendarstellung nach Modellen von Langmuir und Freundlich [Wilke 2001]
• Abb. 2.9.3: BET-Diagramm [ISO 9277]
• Abb. 3.1.1: Korngrößenverteilung nach Nasssiebung
• Abb. 3.1.2: Volumenänderung während der Umladung der Proben
• Abb. 3.4.1: Blockschaltbild des Versuchsaufbaus der Säulenversuche
• Abb. 3.4.2: Säulenversuche am Beispiel der Cu-Beladung
• Abb. 3.5.1: Aufbauprinzip eines AAS
• Abb. 4.1.1: TK bzw. TK/N - Verhältnis der Ausgangsmaterialien
• Abb. 4.2.1: Volumenänderungen während der Konditionierung
• Abb. 4.2.2: Trockensubstanz, Di-Na-Form, T = 105°C
• Abb. 4.2.3: Trockensubstanz, Ca-Form, T = 105°C
• Abb. 4.2.4: Stickstoffsorptionsisothermen (0 ≤ p/p₀ ≤ 1)
• Abb. 4.2.5: Ausschnittsvergrößerung der Stickstoffsorptionsisothermen (0,8 ≤ p/p₀ ≤1)
• Abb. 4.2.6: Differentielle Porengrößenverteilung (Meso- und Makroporen)
• Abb. 4.2.7: Porenvolumengrößenverteilung
• Abb. 4.2.8: Elementkontrastuntersuchung TP 207, Ni
• Abb. 4.2.9: Elementkontrastuntersuchung TP 207, Ni/Zn
• Abb. 4.2.10: Konzentrationsprofile TP 207, 50 ppm Ni (links), 25/25 ppm Ni/Zn (rechts)
• Abb. 4.2.11: Elementkontrastuntersuchung Probe 5, Ni/Zn
• Abb. 4.2.12: Konzentrationsprofile Probe 5, 50 ppm Ni (links), 25/25 ppm Ni/Zn (rechts)
• Abb. 4.3.1: Cu-Beladung, T = 25°C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, t = 91 h bei 180 U/min.
• Abb. 4.3.2: pH-Abhängigkeit der Probe 1 bei der Cu-Beladung, 0,01 ≤ c_ges. ≤ 0,1 mol/L
• Abb. 4.3.3: pH-Abhängigkeit der Probe 2 bei der Cu-Beladung, 0,01 ≤ c ≤ 0,1 mol/L
• Abb. 4.3.4: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach Langmuir
• Abb. 4.3.5: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach dem Freundlich-Modell
• Abb. 4.3.6: Cu – Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Konzentration
• Abb. 4.3.7: Cu-Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Abb. 4.3.8: Zn-Beladung, T = 25°C, 0,01 ≤ c ≤ 0,2 mol/L, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, t = 91 h
• Abb. 4.3.9: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach Langmuir
• Abb. 4.3.10: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach dem Freundlich-Modell
• Abb. 4.3.11: Zn – Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Ausgangskonzentration
• Abb. 4.3.12: Zn – Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Abb. 4.3.13: Ni-Beladung der Proben 1 und 2, T = 25°C, 0,01 ≤ c ≤ 0,1 mol/L, V = 500 mL
• Abb. 4.3.14: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach Langmuir
• Abb. 4.3.15: Linearisierte Adsorptionsisothermen nach dem Freundlich-Modell
• Abb. 4.3.16: Ni – Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Ausgangskonzentration
• Abb. 4.3.17: Ni – Verteilungskoeffizienten in Abhängigkeit vom pH-Wert
• Abb. 4.4.1: Cu-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Cu(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.2: pH-abhängige Cu-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.3: Zn-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Zn(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.4: pH-abhängige Zn-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.5: Ni-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Ni(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.6: pH-abhängige Ni-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.7: Cd-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Cd(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.8: pH-abhängige Cd-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.9: Co-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Co(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.10: pH-abhängige Co-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.11: Pb-Zeitverlaufskurven in Abhängigkeit vom pH-Wert, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, c₀ = 2-fache TK an Pb(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207
• Abb. 4.4.12: pH-abhängige Pb-Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.4.13: Zeitverlaufskurven verschiedener Metallionen, Probe 1, pH-Werte 2 und 5
• Abb. 4.4.14: Zeitverlaufskurven verschiedener Metallionen, Probe 2, pH-Werte 2 und 5
• Abb. 4.4.15: pH-Abhängigkeit verschiedener Metalle, Probe 1
• Abb. 4.4.16: Anreicherung, Probe 1 bei pH 5
• Abb. 4.4.17: pH-Abhängigkeit verschiedener Metalle, Probe 2
• Abb. 4.4.18: Anreicherung an Probe 2 bei pH 5
• Abb. 4.4.19: Zeitverlaufskurve der Vergleichsprobe TP 207, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form, pH 5, c₀ = 2-fache TK an Me(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung
• Abb. 4.4.20: Zeitverlaufskurven der Proben 1 und 2, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form,  c₀ = 2-fache TK an Me(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207, pH 5
• Abb. 4.4.21: Zeitverlaufskurven der Proben 3 und 4, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form,  c₀ = 2-fache TK an Me(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207, pH 5
• Abb. 4.4.22: Zeitverlaufskurven der Proben 5 und 6, T = 25 °C, V = 500 mL, 5 mL Ca-Form,  c₀ = 2-fache TK an Me(ac)₂- und 1-fache an Ca(ac)₂-Lösung bez. auf TP 207, pH 5
• Abb. 4.4.23: Gleichgewichtskonzentrationen unterschiedlich substituierter Proben
• Abb. 4.4.24: Beladungskurven unterschiedlich substituierter Proben, pH 5
• Abb. 4.4.25: Beladung bezogen auf die Totalkapazität der Proben
• Abb. 4.5.1: Ideale und reale Durchbruchkurven [Stetter 2004]
• Abb. 4.5.2: Cu-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20 mL Probe, v = 10 BV/h, Zulauf 50 ppm Cu(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung
• Abb. 4.5.3: Cu-Konzentration im Ablauf der Säule
• Abb. 4.5.4: Cu-Elutionsprofil nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.5.5: Zn-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20 mL Probe, v = 10 BV/h, Zulauf 50 ppm Zn(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung
• Abb. 4.5.6: Zn-Elutionsprofile nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.5.7: pH-Verlauf und Zn-Eluatkonzentration während der Elution mit 2m HCl
• Abb. 4.5.8: Ni-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20 mL Probe, v = 10 BV/h, Zulauf 50 ppm Ni(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung
• Abb. 4.5.9: Ni-Elutionsprofile nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.6.1: Cu/Ni-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20 mL Probe, 25 mg/L Cu- und Ni(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung, pH 5
• Abb. 4.6.2: Cu- und Ni - Elutionsprofile nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.6.3: Vergleich der Cu/Ni-Beladung bei pH-Werten 2 und 5
• Abb. 4.6.4: Cu- und Ni-Eluate bei unterschiedlichem pH-Wert
• Abb. 4.6.5: Cu/Zn-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20 mL Probe, 25 mg/L Cu- und Ni(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung, pH 5
• Abb. 4.6.6: Cu/Zn-Durchbruchkurven, Ausschnitt bis 1250 BV Durchsatz
• Abb. 4.6.7: Elutionsprofile Cu/Zn-Ionen nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.6.8: Ausschnitt aus Cu/Zn-Elution, nur Zn
• Abb. 4.6.9: Vergleich der Cu/Zn-Beladung bei pH-Werten 2 und 5
• Abb. 4.6.10: Cu- und Zn-Eluate bei unterschiedlichem pH-Wert
• Abb. 4.6.11: Ni/Zn-Durchbruchkurven verschiedener Ionenaustauscher, 20mL Probe, 25 mg/L Cu- und Ni(NO3)2-Lösung + 1 g/L Ca(NO3)2-Lösung, pH 5
• Abb. 4.6.12: Ni/Zn-Durchbruchkurven, Ausschnitt bis 550 BV Durchsatz
• Abb. 4.6.13: Elutionsprofile der Ni/Zn-Ionen nach Beladung bei pH 5
• Abb. 4.6.14: Vergleich der Ni/Zn-Beladung bei pH-Werten 2 und 5
• Abb. 4.6.15: Ni- und Zn-Eluate bei unterschiedlichem pH-Wert
• Abb. 4.6.16: pH-Abhängigkeit der Cu-Beladung, Probe TP 207
• Abb. 4.6.17: pH-Abhängigkeit der Cu-Beladung, Probe 3
• Abb. 4.6.18: pH-Abhängigkeit der Zn-Beladung, Probe 1
• Abb. 4.6.19: pH-Abhängigkeit der Zn-Beladung, Probe 2
• Abb. 4.6.20: pH-Abhängigkeit der Ni-Beladung, Probe 1
• Abb. 4.6.21: pH-Abhängigkeit der Ni-Beladung, Probe 2
• Abb. 4.6.22: Mikroskopische Aufnahme der Entmischung während der Trocknung
• Abb. 4.6.23: Zn-Konzentration im Waschwasser
• Abb. 4.6.24: Ni-Konzentration im Waschwasser
• Abb. 4.6.25: Zn-Desorptionsverhalten in Abhängigkeit vom pH-Wert der Eluatfraktionen
• Abb. 4.6.26: Waschwässer nach Cu/Zn-Elution
• Abb. 4.6.27: Waschwässer nach Ni/Zn – Elution