精心整理如何筛分混合的阴阳离子交换树脂?
离子交换树脂的工作原理及优缺点分析
将离子性官能基结合在树脂(有机高分子)上的材料,称之为“离子交换树脂”。
树脂表面带有磺酸(sulfonic acid) 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂。
由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中。
(见下图)
离子交换树脂上的官能基虽可去除原水(Feed water)
(Fouling)。
方。
原理
软水,这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
由于实际工作的需要,软化水设备的标准工作流程主要包括:工作(有时叫做产水,下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。
不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。
任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。
反洗:工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证。
反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。
这个过程一般
需要5-15分钟左右。
吸盐(再生)
(只要进水有一定的压力即可)
慢冲洗(置换)
应用
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。
目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。
例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。
离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业
近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
5)环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。
目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。
如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6)湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
其他补充:
工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)
泛的研究。
(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,
)而制成。
0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。
它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH-或Cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。
即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途。
应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。
离子交换树脂的处理方法
新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命。
1.将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干。
2.用80%~90%工业乙醇浸泡24
3.用40~50℃的热水浸泡2
然后抽干。
4.用4
5.用4倍于树脂量的2摩尔/升(8%)氢氧化钠溶液浸泡2小时(需经常翻动),目的是洗去碱溶性杂物。
用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用。
6.如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可;如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可。
再生,用过的树脂。
如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理;要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理。
树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构。
短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中。
长期存放可加入适量防腐剂封存。
遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1
离子交换树脂的还原方式?
10%。
用盐的原因是盐中的NA离子可以把水
水质的目的。
中的H+35%的浓度,同样再生量根据树脂量和再生方法不同而略有差异。
再一种就是分床,和混床差不多,只是将两个床的树脂分开,有的用来去除水中固定的金属离子,比如汞,铜等,有的在两塔中加一个脱气塔,吹出CO2以降低水中的溶解二氧化碳以提高水的纯度,我们叫KDA,阳离子用盐酸或硫酸,根据脱除金属离子的不同而选择,如果是阴离子一般都用碱。
软化再生时一般用自动再生头(时间型或流量型)混床一般用PLC编程控制气动或电动阀门来进行再生,也有一些老的设备是手动再生的,方法都差不多,只是人操作每次的再生药剂量和效果差异较大。
水处理乃高深学问,几句话也没法表述清楚,还是建议找正规的厂家来处理比较合适。
各类离子交换树脂的再生方法
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。
1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗
至PH值中性即可使用。
2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl
3、10%NaCl
,及3~4g NaOH。
OH型强碱阴树脂则用4%NaOH 溶液再生。
4pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。
干的离子交换树脂如何溶胀,谢谢
离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂侵入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分。
由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂。
影响离子交换树脂溶胀的因素有:
(1)交联度。
高交联度树脂的溶胀能力较低。
(2)活性基因。
活性基因团易电离,即交换容量越高,树脂的溶胀性越大。
(3)溶液浓度。
溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先侵泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不至破碎,就是基于上述道理。
一般讲,强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H型,强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型,其体积均增加约5%。