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弱酸性阳离子交换树脂的再生与影响特性主要因素

更新时间:2022-09-18 点击量:375

弱酸性阳离子交换树脂的再生与影响特性主要因素

产品名称:

D113大孔弱酸性阳离子交换树脂

 

 

产品简介:

D113是在大孔结构的丙烯酸共聚体上带有羧酸基(-COOH)的阳离子交换树脂。主要用于工业水处理,特别是除去碳酸氢盐、碳酸盐及其它一些碱性盐类,也可用于含金属离子废液的回收处理,生化的分离提纯等

理化性能指标:

指标名称

指标

执行标准:

GB/13659-2008

外观

乳白或淡黄色不透明球状颗粒

出厂型式

H+

含水量 %

45-55

质量全交换容量 mmol/g

≥10.8

体积全交换容量 mmol/ml

≥4.2

湿视密度 g/ml

0.72-0.82

湿真密度 g/ml

1.14-1.20

范围粒度 %

(0.315-1.25mm)  ≥95

下限粒度 %

(<0.315mm)≤1

有效粒径 mm

0.400-0.700

均一系数

≤1.70

磨后圆球率 %

≥90.00

使用参考指标:

指标名称

指标

pH范围

5-14

使用温度

100

转型膨胀率(H+→Na+)%

≤75.00

工作交换容量 mmol/L

≥1600

运行流速 m/h

15-30

 

阴、阳离子交换树脂树脂的贮存:

  离子交换树脂肪内含有一定量的水份,在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水。如贮存过程中树脂脱了水,应先用浓食盐水(-10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放于水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。在长期贮存中,强型树脂应转变成盐型,弱型树脂可转变成相应的氢型或游离碱型也可转为盐型,然后浸泡在洁净的水中。树脂在贮存或运输过程中,应保持在5-40C的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量。若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水的温度可根据气温而定。
树脂的预处理:

  树脂常含有溶剂、未参加聚合反应的物质和少量低聚合物,还可能吸着铁、铝、铜等重金属离子。当树脂与水、酸、碱或其他溶液相接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液中,在使用初期污染出水水质。所以,树脂在投运前要进行预处理。

 

阳树脂的预处理

阳树脂预处理步骤如下:

  首先使用饱和食盐水,取其量约等于被处理树脂体积的两倍,将树脂置于食盐溶液中浸泡18-20小时,然后放尽食盐水,用清水漂洗净,使排出水不带黄色;其次再用2%-4%NaOH溶液,其量与上相同,在其中浸泡2-4小时(或作小流量清洗),放尽碱液后,冲洗树脂直至排出水接近中性为止。后用5%HCL溶液,其量亦与上述相同,浸泡4-8小时,放尽酸液,用清

水漂流至中性待用。

 阴树脂的预处理

  其预处理方法中的步与阳树脂预处理方法中的步相同;而后用

5%HCL浸泡4-8小时,然后放尽酸液,用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH

液浸泡4-8小时后,放尽碱液,用清水洗至中性待用。


弱酸性阳离子交换树脂的再生与影响特性主要因素
                 

  离子交换树脂的再生

  离子相对浓度高低对树脂的交换性质会产生很大的影响。当水溶液中氢离子的浓度相当大时,阳离子交换树脂中的钙离子或镁离子,可与氢离子进行交换,重成为离子交换树脂。换言之,交换反应也可以反方向进行。由于离子交换过程是可逆的,因此当交换树脂交换了一定量的离子后,可用相对浓度较高的氢离子再取代下来,使再重复被循环使用,这种作用称为再生。

离子交换树脂

  其反应式如下:(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+当树脂中的氢离子,都被其它硬度离子交换后,这些树脂就没有软化水质作用,此时之状态称为饱和状态。再生操作主要目的就是将已经达到饱和状态的树脂,利用再生剂洗出所交换来的阳离子,让树脂重再回复到原有的交换容量,或所期望的容量程度,或原有的树脂型态等。无论是强酸性或弱酸性阳离子交换树脂,都可以使用稀硫酸或作为再生剂,但一般认为以稀硫酸作为再生剂,效果可能会好一些。因为树脂若吸附有机物的话,稀硫酸较更能解析出有机物,所以一般工艺多采用稀硫酸为再生剂。不过实际应用时,可能因为硫酸的取得较为困难,所以多使用盐酸作为再生剂居多。

离子交换树脂

  离子交换树脂影响再生特性的主要因素

  树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系,强酸性氢型树脂的再生比较困难,需要的再生酸液的剂量比理论值高许多,而且必须较长的接触时间。相形之下,弱酸性氢型树脂的再生则比较容易,需要的再生酸液的剂量仅比理论值高一些,也不需要长的接触时间。一般认为,在硫酸或盐酸的用量为其总交换容量的二倍时,每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间是:约30~60分;约30~45分。此外,树脂的再生特性也与它们的交联度有关。所谓交联度乃是定量树脂中所含的交联剂(如苯乙烯)的质量百分率。通常交联度低的树脂,其特征是聚合密度较低,内部空隙较多,网孔大,对水的溶胀性好,但对离子选择较弱,交换反应速度快,较易再生,因此每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间较短。反之,交联度高的树脂,则需要较长再生酸液与树脂接触的时间。

离子交换树脂

  无论强酸性或树脂的交联度均可以在制造时控制。由于氢型树脂的网孔不仅提供了良好的离子交换条件,而且也像活性碳一般,能产生分子吸附作用,也可能吸附各种有机物,因此容易受到有机物污染,而影响其操作效率,也使得其再生操作发生困难。如果树脂在使用过程中,吸附了有机物,特别是大分子有机物,再生接触时间必须更久,而且通常要提高温度(70~80℃)才能除去大部分有机物,以免其效能降低太快,同时在高温下操作,也可以加速再生反应时间,使浸泡接触时间得以因而缩短。在这方面应用的再生剂,以硫酸较佳,理由是硫酸在加热时相当安定,盐酸则可能会产生有毒的氯化氢气体。