应用领域编辑
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
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。的开发成功即是**的例子。近年还在提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
在**合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
()的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异与反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的。
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。
阴离子交换树脂的基本
弱碱型阴离子交流树脂: 这类树脂富含弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂在大都状况下是将溶液中的全部别的酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下作业。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。 3 . 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的通常次序为: SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH- 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的通常次序如下: OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >根- > HCO3- 注意事项 修改 坚持水分 离子交流树脂富含必定水份,不宜露天寄存,储运过程中应坚持湿润,避免风干脱水,使树脂破碎,如储存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,避免树脂急剧胀大而破碎。 坚持温度 冬天储运运用中,应坚持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬天没有保温设备时,可将树脂储存在食盐水中,
离子交换树脂的使用说明
离子交换树脂的使用说明 一、贮存与运输 离子交换树脂一般是在充分膨胀、湿润的球粒状态下供应,在贮存、运输过程中要保持包装完好无损,避免树脂脱水、冻裂及污染。不能露天存放,存放处的温度为0—40℃,当存放处温度稍**0℃时,应向包装内加入澄清的饱和食盐水,浸泡树脂。此外,当存放处温度过高时,不但使树脂易于脱水,还会加速阴树脂的降解。一旦树脂失水,使用时不能直接加水,可用澄清的饱和食盐水浸泡,然后再逐步加水稀释,洗去盐分,贮存期间应使其保持湿润。 二、脱水树脂复苏 树脂干燥失水是大危险之一,失水树脂用10%食盐水浸泡1—2小时,然后稀释,再投入使用,以防止树脂水合急剧膨胀而破损。 三、树脂鉴别 使用单位存放树脂和填装时发生混淆,必须鉴别,确认后,投入装置,以充分发挥树脂的工作性能。 1、鉴别001×7和201×7两种树脂,可以利用湿真密度不同而区别,取一点树脂放入饱和食盐盐水中,浮在上面的是201×7阴树脂,下沉的则是001×7阳树脂。 2、鉴别强弱型阳树脂,一是外观,强酸性阳树脂为棕,弱酸性阳树脂为乳白色或淡,二是用转型膨胀率判断,阳树脂用转为H型,再用转为Na型,是其体积膨胀,弱酸性树脂明显大于强酸性树脂。 3、鉴别强弱型阴树脂,可以利用加酞的浸泡10min,用无离子水洗净后,强型阴树脂呈紫色,大孔强型阴树脂呈粉红色,弱型阴树脂不变色。 四、树脂预处理 将准备装柱使用的新树脂,先用热水(清洁的自来水也可)反复清洗,阳离子交换树脂可用70—80℃的热水,阴离子交换树脂的而热性能较差一些,可用50—60℃热水。开始浸洗时,每隔15分钟换水一次,浸洗时要不时搅动,换水4—5次后,可隔约30分钟换水一次,总共换水7—8次,浸洗至浸洗水不带褐色,泡沫很少时为止。 水洗后,再经酸碱处理,阳离子交换树脂可按下述步骤处理: 1、用1N缓慢流过树脂,用量约为强酸阳树脂体积的2—3倍,弱酸阳树脂体积的3—5倍,每小时1.5倍床层体积流过。 2、用水冲洗,出水PH为5左右,用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂,流速与1相同。 3、用1NNaOH流过树脂,用量及流速与1相同。 4、用水冲洗至出水PH为9左右。 5、用1N或酸,将树脂转成H-型,用量为树脂体积的3—5倍,流速与1相同。 6、酸流完后,用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时,即可投入使用。 对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序,可采用碱→酸→碱次序,酸、碱用量及流速,与阳树脂相对应,弱碱阴树脂与弱酸阳树脂相对应。 五、离子交换树脂的处理 1、铁污染:树脂被铁污染后,颜色变深甚至发黑,可以用二倍树脂体积10%的,以约0.6m/h流速通过树脂层,然后用同样流速40℃的清水清洗,后用过量的NaOH再生(阳树脂)。 2、硅污染:被树脂吸附的,在低PH的条件下,容易聚合为高聚物沉淀于树脂中,可用40—50℃,6%—8%NaOH溶液浸泡,再用清水洗,为避免硅污染,应适当提高再生剂的浓度和温度。
3、**物污染:阴树脂很容易被水中的**物污染,使树脂变色发黑,水的电导上升,PH值下降,降低,这样可用10倍树脂体积,温度为40℃的8%的NaCl和4%的NaOH混合液,以0.6m/h的流速通过树脂层,或采用浸泡24h,可获得较好的复苏效果。 新树脂的处理和贮存 一、新树脂的处理 离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参与聚合或缩合反应的单体。当树脂与水、酸、碱或其他溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水水质。除了这些**物外,树脂中还往往含有铁、铅、铜等无机杂质。因此,在对水质要求较高的时候,新树脂在使用前必须进行处理,以除去树脂中的可溶性杂质。 新树脂在用药剂处理前,必须首先用水使树脂充分膨胀。然后,对其中的无机杂质(主要为铁的化合物)可用稀除去;**杂质可用稀溶液除去。但如果树脂在运输或贮存过程中脱了水,则不能将其直接放入水中,以防止树脂因急剧膨胀而破裂,应先把树脂放在10%食盐水中浸泡一定时间后,再用水稀释使树脂缓慢膨胀到大体积。 热力发电厂中用作水处理的树脂量都比较大,所以宜在离子交换设备中进行处理。具体的处理方法如下: 1、脱水树脂的食盐水处理 将树脂装入交换器中,用大于树脂体积的10% NaCl溶液浸泡树脂1~2h。浸泡完后放掉食盐水,用水冲洗树脂,直至排出的水不呈为止,然后好再进行反洗。以除去混在树脂中的机械杂质和细碎树脂粉末。 2、阳树脂的预处理 将阳树脂浸泡于2%~4%NaOH溶液中,经4~8h后进行小流量反洗,至排水澄清、耗氧量稳定为止,然后再浸泡于5%HCl溶液中,经4~8h后进行正洗,至排水Cl-含量与进水相接近为止。 3、阴树脂的预处理 将阴树脂浸泡于5%HCl溶液中,经4~8h后,用离子交换器出水进行小流量反洗,至排水Cl-含量与进水相接为止。然后再用4% NaOH溶液浸泡,经4~8h后进行正洗,至排水接近中性为止。 新树脂经上述处理后,它的稳定性会显著提高。 二、树脂的贮存 如需长期贮存树脂时,好把树脂转变成盐型,并浸泡在水中。如贮存过程中树脂脱了水,也应先用浓(如10%)食盐水浸泡,再逐渐稀释,以免树脂急剧膨胀而破碎。 树脂在贮存处和运输过程中的温度不宜过高或过低,一般高应不**过40℃;低不得在0℃以下,以免冻裂。如冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水的浓度可根据具体气温条件而定。 三、树脂的鉴别和分离 1、树脂的鉴别 在实际工作中,往往需要判别树脂的种类,现介绍一种简单的鉴别方法如下: 步区分阳树脂和阴树脂。 1)取树脂样品2mL,置于30mL的中,用吸管吸去树脂层上部的水。 2)加入1mol/L HCl5mL,摇动1~2min,将上部清液吸去,这样重复操作2~3次。
3)加入纯水清洗,摇动后,将上部清液吸去,重复操作2~3次,以除去过剩的HCl。 经上述操作后,阳树脂转变为H型,阴树脂转变为Cl型。 4)加入已酸化的10% CuSO4(其中含1% H2SO4)5mL,摇动1min,放置5min。如树脂呈浅绿色,即为阳树脂,如树脂不变色则为阴树脂。 H型强酸性阳树脂与Cu2+交换转变成Cu型树脂而呈浅绿色。H型弱酸性阳树脂由于羧基和Cu2+能形成牢固的共价键,即使在酸性溶液中也能转变为Cu型树脂,所以也呈浅绿色。强碱性阴树脂与Cu2+无作用,因此不变色,弱碱性阴树脂可以和Cu2+络合,也呈浅绿色,但在酸性溶液中不能和Cu2+络合,将CuSO4 溶液酸化,就是为了防止弱碱性阴树脂与Cu2+络合,干扰对阳树脂的鉴别。 由于弱酸性阳树脂的交换速度较慢,因此加CuSO4后,需放置一些时间,再进行观察。 第二步,区分强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂。 经步处理后的树脂如显浅绿色,则用纯水充分清洗后,加5mol/L NH3·H2O溶液2mL,摇动1min,再用纯水充分清洗。如树脂转为深蓝色,则为强酸性阳树脂;如树脂颜色不变,则为弱酸性阳树脂。 之所以认定转为深蓝色的树脂为强酸性树脂,是因为加NH3·H2O后,强酸性阳树脂颗粒中的Cu2+成为铜氨络离子[Cu(NH3)42+],并仍被强酸性阳树脂吸着,因而使树脂呈深蓝色 [Cu(NH3)42+为深蓝色]。弱酸性阳树脂中的Cu2+不转成Cu(NH3)42+ ,所以树脂仍为浅绿色。 第三步,区分强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂。经步处理后,不变后的树脂即为阴树脂,再进行如下操作: 1)加入1mol/L NaOH 5mL,摇动1min后,用倾泻法充分清洗。如入NaOH是使阴树脂转成OH型,并清洗除去过剩的NaOH。 2)加入酞5滴,摇动1min,用纯水充分清洗,如树脂呈红色,则为强碱性阴树脂,这是由于OH型强碱性阴树脂能电离子OH-,充填在树脂颗粒的网孔中,因而呈强碱性,当酞渗入网孔中时,遇碱即显红色。弱碱性树脂由于电离的OH-少,碱性弱,所以酞渗入网孔时不变色。 第四步,确定弱碱性树脂。 加入酞后,树脂不变色,应为弱碱性阴树脂,为了进一步加以肯定,操作如下: 1)加入1
离子交换树脂交换能力依其交换能力特征可分:
1. 强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
这类树脂含有强碱性基团,如季铵基(亦称胺基)-NR3OH(R为碳基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。
2. 弱碱型阴离子交换树脂: 这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。
3 . 对阴离子的吸附
强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为:
SO42-> NO3- > Cl- > HCO3- > OH-
弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下:
OH-> 柠檬酸根3- > SO42- > 酒石酸根2- >草酸根2- > PO43- >NO2- > Cl- >根- > HCO3-
注意事项编辑
保持水分
离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。
保持温度
冬季储运使用中,应保持在5-40℃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,食盐水浓度可根据气温而定。
杂质去除
离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀,然后,对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀除去,**杂质可用2-4%稀溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用浸泡处理。
定期活化处理
树脂在使用中,防止与金属(如铁、铜等)油污、**分子微生物、强氧化剂等接触,免使离子交换能力降低,甚至失去功能,因此,须根据情况对树脂进行不定期的活化处理,活化方法可根据污染情况和条件而定,一般阳树脂在软化中易受Fe的污染可用浸泡,然后逐步稀释,阴树脂易受**物污染,可用10%NaC1+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗,必要时可用1%溶液泡数分钟,其它,也可采用酸碱交替处理法,漂白处理法,酒精处理及各种灭菌法等等。
新树脂预处理
新树脂的预处理:离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量。因此,新树脂在使用前必须进行预处理。一般先用水使树脂膨胀,然后,对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀除去,**杂质可用2-4%稀溶液除去洗到近中性即可。
树脂型号规格
110* 弱酸性酸系
阳离子交换树脂 -COOH (a)≥12(H型)
(b)≥4(H型) (美)Amberlite IRC-84 水处理,电镀含镍废水处理以及制药工业等。
D151* 大孔弱酸酸
系阳离子交换树脂 -COOH (a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型) (美)Amberlite IRC-72 水处理,制药工业,食品制糖工业等。
D152* 大孔弱酸酸
系阳离子交换树脂 -COOH (a)≥9.5(H型)
(b)≥3(H型) (法)Duolite C-464 水处理,三废酸碱中和,制药、食品制糖等。
D113* 大孔弱酸酸
系阳离子交换树脂 -COOH (a)≥10.8(H型)
(b)≥4.2(H型) (德)Lewatit CNP 80 水处理及废水处理,回收贵金属,抗菌素提纯分离。
DLT* 大孔系树脂 -CH2PO(OH)2 (a)≥7.0
(b)≥2.4 - 在浓中除铁离子,对三价铁离子选择性好。
+全交换量:(a) 毫摩尔/克(干) (b) 毫摩尔/毫升(湿)
树脂结构:Acrylic-DVB
树脂结构:DLT: Sryrene-DVB
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