陰離子交換樹脂技術(shù)調(diào)研

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1、離子交換法：離子交換法(ionexchangeprocess)是液相中的離子和固相中離子間所進(jìn)行的的一種可逆性化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中?！‰x子交換樹脂交換能力依其交換能力特征可分：　　1、強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂：主要是含有較強(qiáng)的反應(yīng)基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3，在氫氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進(jìn)行交換，強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進(jìn)行交換去除?！　∪缁撬峄璖O3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強(qiáng)酸性。樹脂離

2、解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如SO3－，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個反應(yīng)使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強(qiáng)酸性樹脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。　　樹脂在使用一段時間后，要進(jìn)行再生處理，即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行，使樹脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，一般上使用鹽酸以1：10的比例稀釋后清洗，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來的組成?！　?、弱堿型陰離子交換樹脂：這類樹脂含弱酸性基團(tuán)，如羧基－COOH，能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，如R

3、-COO－(R為碳?xì)浠鶊F(tuán))，能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換，只能在堿性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹脂較易再生）　　如氨基，僅能去除強(qiáng)酸中的陰離子如SO42-，Cl－或NO3－，對于HCO3－，CO32－或SiO42－則無法去除?！　?、對陰離子的吸附　　強(qiáng)堿性陰離子樹脂對無機(jī)酸根的吸附的一般順序為：　　SO42－>NO3－>Cl－>HCO3－>OH－　　弱堿性陰離子樹脂對陰離子的吸附的一般順序如下：　　OH－〉檸檬酸根3－〉SO42－〉酒石酸

4、根2－〉草酸根2－>PO43－>NO2－>Cl－>醋酸根－>HCO3－注意事項：1、保持一定水分　　離子交換樹脂含有一定水份，不宜露天存放，儲運(yùn)過程中應(yīng)保持濕潤，以免風(fēng)干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應(yīng)先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。2、保持一定溫度　　冬季儲運(yùn)使用中，應(yīng)保持在5-40℃的溫度環(huán)境中，避免過冷或過熱，影響質(zhì)量，若冬季沒有保溫設(shè)備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水濃度可根據(jù)氣溫而定。3、雜質(zhì)去除　　離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量低聚合物和未參加反應(yīng)的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機(jī)雜質(zhì)，當(dāng)樹脂與水、酸、

5、堿或其它溶液接觸時，上述物質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量，因此，新樹脂在使用前必須進(jìn)行預(yù)處理，一般先用水使樹脂充分膨脹，然后，對其中的無機(jī)雜質(zhì)（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機(jī)雜質(zhì)可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫(yī)藥制備中使用，須用乙醇浸泡處理。4、定期活化處理　　樹脂在使用中，防止與金屬（如鐵、銅等）油污、有機(jī)分子微生物、強(qiáng)氧化劑等接觸，免使離子交換能力降低，甚至失去功能，因此，須根據(jù)情況對樹脂進(jìn)行不定期的活化處理，活化方法可根據(jù)污染情況和條件而定，一般陽樹脂在軟化中易受Fe的污染可用鹽酸浸泡，然后逐步稀釋，陰樹脂易受有機(jī)物污染，可用10%N

6、aC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗，必要時可用1%雙氧水溶液泡數(shù)分鐘，其它，也可采用酸堿交替處理法，漂白處理法，酒精處理及各種滅菌法等等。5、新樹脂預(yù)處理新樹脂的預(yù)處理：離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量低聚物和未參加反應(yīng)的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機(jī)雜質(zhì)。當(dāng)樹脂與水、酸、堿或其它溶液接觸時，上述物質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中，影響出水質(zhì)量。因此，新樹脂在使用前必須進(jìn)行預(yù)處理。一般先用水使樹脂膨脹，然后，對其中的無機(jī)雜質(zhì)（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機(jī)雜質(zhì)可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去洗到近中性即可。《采油污水回用深度處理技術(shù)研究進(jìn)展》工業(yè)水處理，Vol．29No

7、．1離子交換軟化是將水通過陽離子樹脂時，使水中的硬度成分鈣、鎂離子與樹脂中的陽離子相交換，從而使水中的鈣、鎂離子濃度降低，使水得到軟化。離子交換軟化技術(shù)目前主要應(yīng)用于軟化礦化度較低的采出水作為注汽鍋爐給水，在美國、加拿大等一些國家已采用這種處理方式，其成功應(yīng)用已有超過20a的歷史。加拿大狼湖和冷湖兩大油田稠油污水回用于注汽鍋爐工程采用的處理工藝流程為：物化處理—石灰軟化除硅—雙濾料精細(xì)過濾—大孔弱酸樹脂軟化，處理后水質(zhì)滿足鍋爐進(jìn)水要求。在對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了全面分析后認(rèn)為，與使用清