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Anwendung der Ionenaustauschchromatographie zur Separation von Technologiemetallen - Parametrierung, Modellierung und Prozessoptimierung
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Schinke, Patricia
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
Weitere Betreuer
Dr. Heike Brückner (Institut für Siedlungs-und Industriewasserwirtschaft, TUD), Dr. Jana Nicolai (Umwelt- und Ingenieurtechnik Dresden GmbH)
Abstract
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Bestimmung von Gleichgewichtskonzentration
der Austauschreaktionen dreier Harze der Firma Lanxess (Lewatit MDS 200 H, Lewatit MDS
TP 260 und Lewatit TP 272) mit den Seltenen Erdmetallen Lanthan und Neodym. Die
Versuche werden mit synthetischen salpetersauren Lösungen durchgeführt.
Aus den Gleichgewichtsreaktionen kann mit der Verwendung des chemischen Programms
AquaC der UIT GmbH Dresden eine Anpassung der thermodynamischen
Gleichgewichtskonstante logK für jeden Austauschprozess ermittelt werden.
Die mit AquaC angepassten logK Werte werden unter verschiedenen Aspekten abgeschätzt
und bewertet.
Mit dem Programm TRN der UIT GmbH Dresden wird der reaktive Stofftransport von
Lanthan und Neodym durch die Säule simuliert. Das parametrisierte Modell wird mit der
Veränderung verschiedener Prozessparameter auf eine mögliche Separation von Lanthan
und Neodym durch Ionenaustauschchromatographie untersucht.
Nur zwei der drei Harze zeigten einen Ionenaustausch mit Neodym und Lanthan. Eines
davon konnte gut mit AquaC und mit dem Stofftransportmodell abgebildet werden.
der Austauschreaktionen dreier Harze der Firma Lanxess (Lewatit MDS 200 H, Lewatit MDS
TP 260 und Lewatit TP 272) mit den Seltenen Erdmetallen Lanthan und Neodym. Die
Versuche werden mit synthetischen salpetersauren Lösungen durchgeführt.
Aus den Gleichgewichtsreaktionen kann mit der Verwendung des chemischen Programms
AquaC der UIT GmbH Dresden eine Anpassung der thermodynamischen
Gleichgewichtskonstante logK für jeden Austauschprozess ermittelt werden.
Die mit AquaC angepassten logK Werte werden unter verschiedenen Aspekten abgeschätzt
und bewertet.
Mit dem Programm TRN der UIT GmbH Dresden wird der reaktive Stofftransport von
Lanthan und Neodym durch die Säule simuliert. Das parametrisierte Modell wird mit der
Veränderung verschiedener Prozessparameter auf eine mögliche Separation von Lanthan
und Neodym durch Ionenaustauschchromatographie untersucht.
Nur zwei der drei Harze zeigten einen Ionenaustausch mit Neodym und Lanthan. Eines
davon konnte gut mit AquaC und mit dem Stofftransportmodell abgebildet werden.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Trink-, Reinst- und Prozesswasseraufbereitung
Schlagwörter
Ionenaustauschchromatographie, Seltene Erden, thermodynamische Gleichgewichtskonstante, Stofftransportmodellierung
Berichtsjahr
2020