离子交换树脂处理工艺的探讨

离子交换树脂处理工艺的探讨

程鹏 ,周欣

江苏瑞恒新材料科技有限公司    江苏 连云港  222000

摘要:离子型交换型树脂主要种类有分为和以下的两种分别它们主要是分为阳离子树脂和半阴离子树脂。阳离子树脂中通常阳离子又是会自动分为两种主要阳离子是钠型阳离子和氢型,在上述这些离子水溶液树脂中同时又是能自动同时自动分离和置换而出水中的其他一些重要阳离子,钠型树脂中则是会同时自动同时将在原水中所析出来的另一些由江苏瑞恒新材料科技有限公司钙镁离子溶液自动变换而成的钙钠离子溶液使其原的水质也逐渐变得柔软,离子之间的自动交换阳离子树脂虽然现在已不十分流行了但现在它还是能被大量地应用于到了各个大小工农业单位中的日常供水生产,还真的可以说真正能让困扰我们这千家万户安全饮水难题的就是原液水质也慢慢地得到了极大改善,而且钠型的阴离子树脂和脱氢型阳离子树脂现在还真的都已经可以自动地将原汁水自动的变为饮用纯净水,可以直接饮用,应用方面非常广泛。每年全世界对各种离子交换树脂水的处理需求量仍很大,大约能占全球离子交换用树脂产量中的百分之90%,用于对水中形成的各种弱阳阴离子物的选择性去除。

关键词:离子交换膜;再生树脂;老化膜;膜再生。

引言:离子交换技术在我国已有很长时间的历史,我国原来制作离子交换剂的主要材料是天然物质泡佛石还有磺化煤两种材料。但是,现在随着我国经济的不断发展和提升,有机合成工业也在不断的进步。现我国相关的企业工作人员已经研究了很多优良的离子交换树脂,并且也开发了很多使用方法,离子交换技术也在不同的行业得到了迅速的发展,特别是在高新科技产业和科研两个领域中应用频繁。并且,我国在近年来生产了高达数百种的优质树脂,年产量达到了十万吨的惊天数字。

一、新树脂的处理

1.1、膨胀净化

企业工作人员新加工的树脂需要处理以后才可以使用。阳树脂的和对阴树脂的浸泡处理的方式应该是有些不同的,阳树脂是需要浸泡用的热水,而对于阴树脂是需要每次用水温低于约40摄氏度以下的中性温水来进行浸泡处理2遍到至少3次,每次的浸泡处理的时间一般需要四至六分钟,这样浸泡才是可以的使这种新添加的树脂得以充分有效的膨胀。充分受热膨胀固化以后,需要靠抽压树脂内部的微小气泡来迅速去除表面色素沉淀以及一些水溶性胶体和部分不溶性中的细微杂质,一直到洗出的水变成无色透亮的状态。最后的一步是还有一点比较特别重要的就是这一点了那一点就是要在用水内加入一种浓度达1%或以上比例的叫浓氯化钠醇溶的溶液,然后一定要在浸泡时间上增加一天和晚上一整天的浸泡的时间,这样做它的两个主要目的做法是主要的是要为了能够彻底地去除其中一些的芳香性物质和一些其它的醇溶性物质,最后一点是要用水经过反复多次漂洗到水中无醇味才算整个过程完成。处理新树脂需要相关企业的工作人员有充分的耐心。

1.2、酸碱处理方法

阳树脂和阴树脂的酸碱处理方法也是不一样的。首先,阳树脂需要用4%到5%的盐酸来浸泡12个小时,纯净水洗到pH 3~4这样的目的是为了测量酸碱程度的强弱指标,最后再用4%到5%的氢氧化钠溶液浸泡四个小时,完成以后需要用纯净水清洗到pH8~9。这样阳离子的处理方式才算完成。而阴树脂需要用4%~5%的氢氧化钠来浸泡12个小时,最后,使用纯净水洗到PH8~9,然后再用4%到5%的盐酸来浸泡四个小时,最后纯净水洗到pH4~5。这就是去除酸碱的方法。

1.3、转型

阳树脂和阴树脂的转型方法也是不一样的。首先,阳树脂是需要先用稀释3倍到稀释4倍浓度的纯盐酸来浸泡两天以上的时间,第二步就是再用纯净水来清洗至pH3到~4然后晾干备用。而阴树脂则需要再用稀释5倍到稀释6倍浓度的纯氢氧化钠液来浸泡大约两天左右的浸泡时间,然后再第二步也就是最后用经过阳树脂交换树脂的纯水洗到pH值为8至~9备用。纯净的水中一般含有很多钙离子和许多镁离子,等于一些碱性金属离子。会同时与浓氢氧化钠溶液生成一些溶解度比较小一点的氢氧化钙镁和氢氧化镁,这是两种水溶性物质一旦相混溶于阴树脂液中,将会溶解难以彻底除去,会造成影响交换。

二、树脂的再生

2.1、离子交换树脂再生的原因

在制造离子交换树脂材料的这个过程中,离子交换树脂都会逐步和吸收水中所有的各种杂质并且进行交换转化,当这时离子交换树脂自身的吸附杂质能力基本上已经基本达到了接近饱和的状态,离子交换树脂自身就几乎已经几乎没有其他办法去再进行继续去吸附这些水中所有的各种杂质,这个的时候离子的交换转化树脂也就完全已经基本上失去了交换转化杂志本身的功能作用意义了,如果你要是再重新来更换这些树脂本身的话,会造成消耗大量的时间人力费用和物力。所以才要遇到离子的交换,树脂的吸附离子能力一旦达到其极限时,就要进行对离子的交换或树脂表面进行离子再生等处理。

2.2、离子交换树脂的净化

离子交换树脂的净化是分别将氧树脂和阴树脂交换用自来水清洗,除去树脂表面悬浮的杂质气泡以及泥沙,然后要一直要疏松树脂的表层提升再生的能力,一直到流出的水变成清澈的状态为止。

2.3、离子交换树脂再生

首先是阳离子交换树脂的再生,需要先让阳离子树脂先变成半离子动态树脂后再恢复静态,然后需要将稀释4%稀释到稀释5%后的纯盐酸分为稀释3倍到稀释4倍后的树脂量分别进酸再生三次,每次都循环时间大概在十分钟,间隔五分钟。随后,用纯净水从上到下分别淋洗到pH3和~4,最后注意一定要仔细测量到钙离子和钾阳离子均呈强阴性的反应,最后再用正离子水彻底清洗。然后是用阴离子交换树脂进行再生跟用阳离子再生的处理方式基本一样,都是先进行半动态处理后再进行静态,需要循环进碱三次用5倍到6倍阳树脂量交换4%到5%左右的酸性氢氧钠的溶液,每次循环进碱三次需要静态循环浸泡十分钟左右的浸泡时间,每次静态进碱的间隔是五分钟,静态循环浸泡1.5个小时左右后再用阳树脂中的碱水量交换至pH为3~4,用浸泡阳树脂中的碱性水溶液进行二次淋洗,淋洗一直到流出水pH8到~9,最后检查氯离子是否合格。

三、讨论

3.1、再生剂的选择和用量

再生剂的具体种类也应该一定要完全根据再生树脂自身的金属离子类型特性来合理选择,因为一种树脂它的金属再生的特性还跟它他它本身树脂的化学类型特点和物理结构组成有许多密不可分的相互关系。在还生剂方面的资源消耗还和有很多种物理因素也都是有关系。举例来说,强酸性的再生树脂再生和强的碱性的再生树脂的再生就显得比较有困难,因为所需要的再生剂计量的理论值很高。而对于弱酸性树脂来说和对于弱的碱性树脂来说就已经可以做到很简单轻易的再生,因为对于弱酸性来说和对于弱的碱性树脂只会需要用稍多的再生来计量出理论值。企业人员对新数据采集出来的再生数值只需要再用3倍到4倍的计算量再生才算可以完全达到再生要求,但是对于阴离子树脂来说,交换阳离子树脂就只会需要更适当的再生增加再生剂的用量,因为交换阴离子树脂本身也就已经含有着很多的弱酸性离子而难以去除。企业人员们为了能够大大降低树脂再生剂的再生费用,一般的都会采取措施控制树脂再生剂的添加用量,使再生树脂材料的各项性能逐渐恢复到一种最科学经济的最科学合理的树脂再生的水平。

3.2、防止树枝污染

企业树脂清洗的工作运行中的人员在日常检查离子交换器树脂设备正常的清洗工作在运行的正常维护过程中,如果您的要是经常会发现树脂颜色已经开始变得的很的黑和深一些了并且是由于树脂分子之间进行的电子的交换树脂的清洗容量也正在往不断的在往的下降,清洗出的树脂水也正在往不断的在的增加清洗出水质已经开始的变得很的很的很差,并且是周期性的也的在往的不断的在的下降,出现了的这种现象我们就这样基本也可以直接被认为是树脂的正在被污染。树脂本身的被污染所造成腐蚀的一些直接的原因也就有可能也都是因为在树脂原状水中加了有了硅胶硅,有机物、油脂、悬浮物等酸性物质所引起了树脂本身的正在被污染。离子交换树脂的本身就往往也是会携带的有很多的各种有害杂质,尤其是会使在氢氧化钠的水中会产生很多的有害无机离子杂质含量也更多,比如说正氧偏正三价有机铁离子,氧化钠,碳酸钠等等,这些杂质也往往都是导致了对阴离子交换树脂的自身产生的各种污染等问题而产生的出现了这样一些问题很显然是个严重的健康问题。受到了酸碱性污染之后产生出的很多其他化学问题也还都必须一定要进行作区别的化学再生与处理,比如说当阴离子体系溶液中确实存在一些有机物已经被酸性污染,就都必须一定可以是使用提高酸性的纯碱盐溶液量等来做彻底地溶解处理该等有机物。有的对一些带有比较特殊酸碱性质的酸性有机物的污染进行的化学再生和处理,就必须一定可以是用纯中酸性盐水或偏于碱性食盐溶液等方式来进行做反复或者多次彻底的溶解清理,要在水温70摄氏度下来进行处理。

3.3、对树脂的毒化及处理

企业工作人员往往在每次使用换完的阳离子树脂后才发现溶液颜色有时会很快变成偏深色的或者几乎是偏灰白色,这种变化情况下要大家多加观察注意,这往往是因为阳树脂已经被比较大分子量的酸性有机物所污染。交换完后溶液的亲水PH值还会有所下降,氯化物的过早氧化的情况出现了会进一步使换水量进一步降低,我们常称的这种老化现象简称为氯毒化。这种特殊情况通常有如下三种的处理和方法,第一种情况是首先要分别用含有浓度12%以下的浓氯化钠水和含有6%左右的高浓度氢氧化钠水溶液再来进行浸泡,两次次处理的浸泡时间是一共的是浸泡48天到浸泡60天小时,并且要求工作时人员用水一定要有及时合理的进行搅拌,浸泡时间到浸泡48小时到浸泡60个小时结束后,要重新用水进行冲洗调整到PH7,再重新进行一次新添加的树脂进行处理和转型。第二种浸泡方法一般是要用7%以上的浓盐酸水溶液来继续浸泡,等到气泡已经完全溶解停止反应以后,再进行更换新一次盐酸溶液,然后进行再继续充分连续的进行浸泡到4小到6个多小时,最后我外婆会给我用用2%浓度的稀氯化钠乙醇的溶液进行来进行浸泡到48个小时,然后进行使用浓度7%以下的纯盐酸水溶液来继续浸泡到2大到4个多小时,工作中人员们一定要注意切记,要继续充分持续的进行均匀地搅动,浸泡完毕以后一定要立即用纯净清水洗干净到pH 7,然后再按阳树脂再生法进行处理。最后注意一点方法是先取约75%左右的乙醇氯化钠溶液中浸泡约48个小时,一定要有充分均匀的液体搅动浸泡稍干以后再重新按新阳树脂型法转换。

参考文献:

[1]李建华,潘娟琴,和罗立新.再生用碱池的质量变化对碱性阴离子交换树脂性能曲线的动态影响研究[J].工业水环境处理2022,22.