Иониты в энергетике

Скакун Е.А., руководитель доц. Самойленко Г.Е.

Национальная металлургическая академия Украины

Иониты – это твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Обычно это синтетические органические смолы, имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты подразделяются на катиониты, поглощающие катионы, аниониты, поглощающие анионы, и амфотерные иониты, поглощающие катионы и анионы. В зависимости от природы матрицы различают неорганические и органические иониты. Органические иониты – это в основном синтетические ионообменные смолы. Органическая матрица изготавливается путем поликонденсации мономерных органических молекул, таких как стирол, дивинилбензол, акриламид и т. д. В эту матрицу химическим путем вводятся ионогенные группы кислотного или основного типа. Традиционно вводимыми группами кислотного типа являются –СООН; –SО₃Н; –РО₄Н₂, а основного типа – ≡N; =NH; –NH₂; –NR³⁺. Селективные ионообменные смолы содержат комплексообразующие группы. Неорганические иониты – это в основном иониты природного происхождения, к которым относятся алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Наиболее распространенными неорганическими природными ионитами являются цеолиты – минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов, которые характеризуются наличием трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены катионы и молекулы воды. Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом представляет большую сложность. Важным применением ионитов является умягчение и обессоливание воды в теплоэнергетике (в котельных, теплоэлектростанциях, атомных электростанциях, в промышленном производстве пара). Это предотвращает образование накипи в нагревательных элементах и дает экономию электроэнергии до 40 %. В атомной энергетике применение ионитов является единственным способом концентрации следов радиоактивных отходов в малых объемах для облегчения их последующего удаления.