001*7電(dian)標(biao)陽離子交換樹脂(zhi)的(de)反(fan)應(ying)與(yu)再生問題剖(pou)析

001*7電(dian)標(biao)陽離子交換樹脂(zhi)的(de)反(fan)應(ying)與(yu)再生問題剖(pou)析

產(chan)品(pin)名稱(cheng):001×7強酸(suan)性(xing)苯乙(yi)烯系(xi)陽離子交換樹脂(zhi)

詳細信息:

二(er)、國外(wai)應(ying)牌號(hao)
美(mei)國：Amberlite IR-120; Dowex 50-X8; 德(de)國：Lewatit S-100;日(ri)本：Diaion SK-1B
三(san)、執行標(biao)準(zhun)
GB13659-92 DL519-93 SH2605.01-1997 Q/JH105-2002
四、理(li)化性(xing)能(neng)

出(chu)廠型(xing)式(shi)：Na型(xing) 外(wai)觀(guan)：金(jin)黃至棕(zong)褐色球(qiu)狀顆(ke)粒(li)。
五(wu)、指(zhi)標：
1．PH範圍(wei)：1-14
2．使用溫(wen)度(du)：氫(qing)型(xing)≤100℃， 鈉(na)型(xing)≤120℃，
3．轉(zhuan)型(xing)膨(peng)脹率：（Na+→H+）8-10
4．樹脂(zhi)層(ceng)高度(du)：1.5m以上(shang)。
5．再生液濃(nong)度 NaCl:8-10,
　　　　　　　HCl:4-5.
6．再生液用量(liang)：
　　NaCl（8-10）體(ti)積(ji)：樹脂(zhi)體(ti)積(ji)=1.5-2:1.
　　HCl(4-5)體(ti)積(ji)：樹脂(zhi)體(ti)積(ji)=2-3:1.
7．再(zai)生液流(liu)速(su)： 5-8 m/h.
8．再(zai)生接觸時(shi)間(jian)： 45-60 min.
9．正(zheng)洗(xi)流速(su)： 10-20 m/h
10．正(zheng)洗(xi)時間(jian)： 約(yue)30 min
11．運行流(liu)速(su)： 15-30 m/h
12．交換容量(liang)：≥1000mol/m3
六、主(zhu) 要(yao) 用 途
用於(yu)水(shui)的(de)處(chu)理(li)（包(bao)括硬(ying)水軟(ruan)化、高壓爐(lu)水、無(wu)離(li)子水(shui)、註射(she)水(shui)、海(hai)水(shui)淡化等），廢(fei)水中(zhong)貴(gui)金(jin)屬的(de)回收(shou)，抗生素的(de)提純(chun)，代(dai)替(ti)人體(ti)內(nei)腎(shen)臟(zang)的(de)作用。
七、包(bao)裝，貯(zhu)運
本產(chan)品(pin)用內(nei)襯(chen)塑(su)料(liao)袋(dai)的(de)編(bian)織(zhi)袋(dai)包(bao)裝，每袋(dai)25kg，也(ye)可根(gen)據(ju)需求用塑(su)料(liao)桶或(huo)其(qi)它(ta)容(rong)器(qi)包(bao)裝，本產(chan)品(pin)為非危險品(pin)。貯運(yun)溫(wen)度(du)5-40℃，嚴禁(jin)脫(tuo)水(shui)、曝(pu)曬(shai)。

陰、陽離子交換樹脂(zhi)樹脂(zhi)的(de)貯(zhu)存：

  離(li)子交換樹脂(zhi)肪內(nei)含(han)有壹定(ding)量(liang)的(de)水(shui)份(fen)，在運輸(shu)及(ji)貯存(cun)過程(cheng)中(zhong)應(ying)盡量(liang)保持(chi)這部(bu)分(fen)水。如貯(zhu)存過(guo)程(cheng)中(zhong)樹脂(zhi)脫(tuo)了(le)水(shui)，應(ying)先(xian)用濃(nong)食鹽水(shui)（-10）浸(jin)泡，再逐漸(jian)稀釋(shi)，不(bu)得(de)直(zhi)接放(fang)於(yu)水(shui)中(zhong)，以免(mian)樹脂(zhi)急(ji)劇膨(peng)脹而(er)破(po)碎(sui)。在(zai)長(chang)期(qi)貯存中(zhong)，強型(xing)樹脂(zhi)應(ying)轉(zhuan)變成(cheng)鹽型(xing)，弱型(xing)樹脂(zhi)可轉(zhuan)變成(cheng)相應(ying)的(de)氫(qing)型(xing)或(huo)遊離(li)堿(jian)型(xing)也(ye)可轉(zhuan)為(wei)鹽型(xing)，然後(hou)浸(jin)泡在潔凈(jing)的(de)水(shui)中(zhong)。樹脂(zhi)在貯(zhu)存(cun)或(huo)運輸(shu)過程(cheng)中(zhong)，應(ying)保持(chi)在5-40癈(癈)的(de)溫(wen)度環境中(zhong)，避(bi)免(mian)過(guo)冷或(huo)過熱，影(ying)響質量(liang)。若(ruo)冬(dong)季(ji)沒(mei)有保溫(wen)設(she)備(bei)時，可將樹脂(zhi)貯存(cun)在(zai)食鹽水(shui)中(zhong)，食鹽水(shui)的(de)溫(wen)度可根(gen)據(ju)氣溫(wen)而(er)定(ding)。
新(xin)樹脂(zhi)的(de)預(yu)處(chu)理(li)：

  新(xin)樹脂(zhi)常含(han)有溶劑、未(wei)參加(jia)聚合(he)反(fan)應(ying)的(de)物(wu)質和(he)少(shao)量(liang)低(di)聚合(he)物(wu)，還可(ke)能(neng)吸(xi)著鐵、鋁(lv)、銅(tong)等重(zhong)金屬(shu)離子。當樹脂(zhi)與水(shui)、酸(suan)、堿(jian)或(huo)其(qi)他溶液相接觸時(shi)，上(shang)述(shu)可溶性(xing)雜質就(jiu)會轉入溶液中(zhong)，在(zai)使用初(chu)期汙染(ran)出水(shui)水質。所以，新(xin)樹脂(zhi)在投(tou)運前(qian)要(yao)進行預(yu)處(chu)理(li)。

陽樹脂(zhi)的(de)預(yu)處(chu)理(li)

陽樹脂(zhi)預(yu)處(chu)理(li)步(bu)驟如下：

  首(shou)先(xian)使用飽(bao)和(he)食鹽水(shui)，取(qu)其(qi)量(liang)約(yue)等於(yu)被(bei)處(chu)理(li)樹脂(zhi)體(ti)積(ji)的(de)兩(liang)倍，將樹脂(zhi)置(zhi)於(yu)食鹽溶液中(zhong)浸(jin)泡18-20小時(shi)，然後(hou)放(fang)盡食鹽水(shui)，用清(qing)水(shui)漂(piao)洗(xi)凈，使排(pai)出(chu)水(shui)不帶(dai)黃色;其(qi)次(ci)再(zai)用2-4NaOH溶液，其(qi)量(liang)與(yu)上相同，在(zai)其(qi)中(zhong)浸(jin)泡2-4小時(shi)（或(huo)作小(xiao)流量(liang)清(qing)洗(xi)），放盡堿(jian)液後(hou)，沖(chong)洗(xi)樹脂(zhi)直(zhi)至排(pai)出水(shui)接近中(zhong)性(xing)為(wei)止。後(hou)用5HCL溶液，其(qi)量(liang)亦與上(shang)述(shu)相同，浸(jin)泡4-8小時(shi)，放盡酸液，用清(qing)

水(shui)漂(piao)流(liu)至(zhi)中(zhong)性(xing)待(dai)用。

 陰樹脂(zhi)的(de)預(yu)處(chu)理(li)

  其(qi)預(yu)處(chu)理(li)方(fang)法中(zhong)的(de)步(bu)與陽樹脂(zhi)預(yu)處(chu)理(li)方(fang)法中(zhong)的(de)步(bu)相同；而(er)後(hou)用

5HCL浸(jin)泡4-8小時(shi)，然後(hou)放(fang)盡酸液，用水(shui)清(qing)洗(xi)至中(zhong)性(xing)；而(er)後(hou)用2-4NaOH溶

液浸(jin)泡4-8小時(shi)後，放盡堿(jian)液，用清(qing)水(shui)洗(xi)至中(zhong)性(xing)待(dai)用。

001*7電(dian)標(biao)陽離子交換樹脂(zhi)的(de)反(fan)應(ying)與(yu)再生問題剖(pou)析

　　壹、交換能力

　　氫型(xing)陽離子交換樹脂(zhi)在水(shui)中(zhong)可(ke)解(jie)離出(chu)氫(qing)離(li)子(H+)，當遇(yu)到(dao)金屬離(li)子或(huo)其(qi)它(ta)陽離子，就(jiu)發(fa)生互相交換作用，但(dan)交換後的(de)樹脂(zhi)，就(jiu)不再是(shi)氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)了。例(li)如(ru)，當水中(zhong)的(de)陽離子如(ru)鈣(gai)離(li)子、鎂離(li)子的(de)濃(nong)度相當大時(shi)，磺(huang)酸型(xing)的(de)陽離子交換樹脂(zhi)中(zhong)的(de)氫(qing)離子，可(ke)和(he)鈣(gai)、鎂離(li)子進(jin)行(xing)交換，而(er)形(xing)成(cheng)鈣型(xing)或(huo)鎂型(xing)的(de)陽離子交換樹脂(zhi)，如下(xia)式(shi)：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣(gai)型(xing)強酸(suan)性(xing)陽離子樹脂(zhi))2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型(xing)強酸(suan)性(xing)陽離子交換樹脂(zhi))氫型(xing)陽離子交換樹脂(zhi)的(de)交換能力與被(bei)交換的(de)陽離子的(de)價(jia)數有密(mi)切(qie)關系(xi)。在(zai)常(chang)溫下(xia)，低濃(nong)度水溶液中(zhong)，交換能力隨(sui)離子價(jia)數(shu)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia)，即(ji)價(jia)數越(yue)高的(de)陽離子被(bei)交換的(de)傾(qing)向(xiang)越(yue)大。此(ci)外(wai)，若(ruo)價數相同，離(li)子半徑(jing)越(yue)大的(de)陽離子被(bei)交換的(de)傾(qing)向(xiang)也(ye)越(yue)大。如(ru)果(guo)以自(zi)來(lai)水中(zhong)經(jing)常(chang)出(chu)現陽離子列(lie)為(wei)參(can)考(kao)對(dui)象。

離(li)子交換樹脂(zhi)

　　二(er)、交換容量(liang)

　　離(li)子交換樹脂(zhi)進行(xing)離(li)子的(de)交換反(fan)應(ying)的(de)性(xing)能(neng)，主要(yao)由(you)交換容量(liang)表現出來(lai)。所謂(wei)交換容量(liang)是(shi)指(zhi)每克幹(gan)樹脂(zhi)所能(neng)交換離子的(de)毫(hao)克當量(liang)數(shu)，以mol/g為(wei)單位。當離子為(wei)壹價(jia)時(shi)(如K+)，其(qi)毫克當量(liang)數(shu)即為(wei)其(qi)毫克分(fen)子數(shu)，對(dui)於(yu)二(er)價(jia)(如(ru)Ca2+)或(huo)更多價離(li)子(如(ru)Fe3+)，其(qi)毫克當量(liang)數(shu)即為(wei)其(qi)毫克分(fen)子數(shu)乘以其(qi)離子價(jia)數(shu)。交換容量(liang)又分(fen)為總交換容量(liang)、操(cao)作交換容量(liang)和(he)再(zai)生容(rong)量(liang)等三(san)種表示方法。總交換容量(liang)表示每克幹(gan)樹脂(zhi)所能(neng)進(jin)行(xing)離子交換反(fan)應(ying)的(de)化學(xue)基總量(liang)，屬(shu)於(yu)理(li)論(lun)性(xing)計(ji)量(liang)。操(cao)作交換容量(liang)表示每克幹(gan)樹脂(zhi)在某壹定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)離(li)子交換能力，屬於(yu)操(cao)作性(xing)計(ji)量(liang)，它(ta)與(yu)樹脂(zhi)種類(lei)、總交換容量(liang)，以及(ji)具體(ti)操(cao)作條(tiao)件(jian)(如(ru)接觸時(shi)間(jian)、溫(wen)度)等因(yin)素有關，可(ke)用於(yu)顯(xian)示操(cao)作效(xiao)率。再生容(rong)量(liang)表示每克幹(gan)樹脂(zhi)在壹定(ding)的(de)再(zai)生劑量(liang)條(tiao)件(jian)下(xia)，所(suo)取得(de)的(de)再(zai)生樹脂(zhi)之交換容量(liang)，可(ke)用於(yu)顯(xian)示樹脂(zhi)再生效(xiao)率。

　　由於(yu)樹脂(zhi)的(de)結構不同(主(zhu)要(yao)是(shi)活(huo)性(xing)基數(shu)目不同)，強酸(suan)性(xing)與(yu)弱酸性(xing)陽離子交換樹脂(zhi)的(de)交換容量(liang)也(ye)不相同。壹般而(er)言(yan)，弱酸性(xing)的(de)活(huo)性(xing)基數(shu)目通常(chang)多於(yu)於(yu)強酸(suan)性(xing)，故(gu)總交換容量(liang)較高約(yue)7.0~10.5mol/g，相形之下(xia)，強酸(suan)性(xing)僅(jin)約(yue)3.2~4.5mol/g而(er)已，但在實際(ji)應(ying)用中(zhong)，弱酸性(xing)的(de)操(cao)作交換容量(liang)卻(que)不壹定(ding)高於(yu)強酸(suan)性(xing)，例(li)如，pH值(zhi)低(di)於(yu)5時(shi)，弱酸性(xing)的(de)操(cao)作交換容量(liang)為(wei)零(ling)，根(gen)本無(wu)交換作用。在(zai)pH值(zhi)為(wei)6.5時(shi)，兩(liang)者的(de)操(cao)作交換容量(liang)相似；但在(zai)堿(jian)性(xing)溶液中(zhong)，弱酸性(xing)遠高於(yu)強酸(suan)性(xing)。在(zai)再生容(rong)量(liang)方(fang)面，弱酸性(xing)則(ze)通常(chang)高於(yu)強酸(suan)性(xing)，故(gu)弱酸性(xing)的(de)使用壽(shou)命會更長(chang)壹些(xie)。

離(li)子交換樹脂(zhi)

　　三、再(zai)生

　　離(li)子相對濃(nong)度高低(di)對樹脂(zhi)的(de)交換性(xing)質會產(chan)生很(hen)大的(de)影(ying)響。當水溶液中(zhong)氫(qing)離(li)子的(de)濃(nong)度相當大時(shi)，鈣(gai)型(xing)或(huo)鎂型(xing)的(de)陽離子交換樹脂(zhi)中(zhong)的(de)鈣(gai)離子或(huo)鎂離(li)子，可(ke)與(yu)氫(qing)離子進(jin)行(xing)交換，重(zhong)新成(cheng)為氫(qing)型(xing)陽離子交換樹脂(zhi)。換言(yan)之(zhi)，交換反(fan)應(ying)也(ye)可以反(fan)方(fang)向(xiang)進行(xing)。由(you)於(yu)離(li)子交換過程(cheng)是(shi)可(ke)逆(ni)的(de)，因(yin)此(ci)當交換樹脂(zhi)交換了壹定(ding)量(liang)的(de)離(li)子後(hou)，可(ke)用相對濃(nong)度較高的(de)氫(qing)離子再(zai)取(qu)代(dai)下來(lai)，使之(zhi)壹再(zai)重(zhong)復被(bei)循環使用，這種作用稱(cheng)為(wei)再(zai)生。其(qi)反(fan)應(ying)式(shi)如(ru)下(xia)：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當氫型(xing)樹脂(zhi)中(zhong)的(de)氫(qing)離子，都(dou)被(bei)其(qi)它(ta)硬(ying)度離(li)子交換後，這些樹脂(zhi)就(jiu)沒(mei)有軟(ruan)化水(shui)質作用，此(ci)時之(zhi)狀態稱(cheng)為(wei)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態。再生操(cao)作主(zhu)要目的(de)就(jiu)是(shi)將已經達(da)到飽(bao)和(he)狀(zhuang)態的(de)樹脂(zhi)，利用再(zai)生劑洗(xi)出所(suo)交換來(lai)的(de)陽離子，讓樹脂(zhi)重(zhong)新再(zai)回復(fu)到原(yuan)有的(de)交換容量(liang)，或(huo)所期望的(de)容(rong)量(liang)程(cheng)度(du)，或(huo)原有的(de)樹脂(zhi)型(xing)態等。無(wu)論(lun)是(shi)強酸(suan)性(xing)或(huo)弱酸性(xing)陽離子交換樹脂(zhi)，都可(ke)以使用稀硫(liu)酸或(huo)稀鹽酸(suan)作為(wei)再生劑，但壹般認為(wei)以稀硫(liu)酸作為(wei)再生劑，效(xiao)果(guo)可(ke)能會好(hao)壹些(xie)。因(yin)為(wei)樹脂(zhi)若吸(xi)附有機物的(de)話(hua)，稀硫(liu)酸較稀鹽酸(suan)更能(neng)解(jie)析出(chu)有機物，所(suo)以壹般工藝多采用稀硫(liu)酸為(wei)再生劑。不過實(shi)際(ji)應(ying)用時(shi)，可(ke)能(neng)因(yin)為(wei)硫(liu)酸的(de)取(qu)得(de)較為困(kun)難(nan)，所以多使用鹽酸(suan)作為(wei)再生劑居多。

離子交換樹脂(zhi)

　　四、影(ying)響再(zai)生特(te)性(xing)的(de)主(zhu)要因(yin)素

　　氫型(xing)樹脂(zhi)的(de)再(zai)生特(te)性(xing)與(yu)它(ta)的(de)類(lei)型(xing)和(he)結構有密(mi)切(qie)關系(xi)，強酸(suan)性(xing)氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)的(de)再(zai)生比(bi)較困難(nan)，需要(yao)的(de)再(zai)生酸(suan)液的(de)劑量(liang)比(bi)理(li)論(lun)值(zhi)高許(xu)多，而(er)且(qie)必(bi)須(xu)較長的(de)接觸時(shi)間(jian)。相形之下(xia)，弱酸性(xing)氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)的(de)再(zai)生則(ze)比(bi)較容易(yi)，需要(yao)的(de)再(zai)生酸(suan)液的(de)劑量(liang)僅(jin)比理(li)論(lun)值(zhi)高壹些(xie)，也(ye)不需要(yao)長(chang)的(de)接觸時(shi)間(jian)。壹般認為(wei)，在(zai)硫(liu)酸或(huo)鹽酸(suan)的(de)用量(liang)為(wei)其(qi)總交換容量(liang)的(de)二(er)倍時(shi)，每次(ci)再(zai)生樹脂(zhi)與再(zai)生酸(suan)液浸(jin)泡接觸時(shi)間(jian)是(shi)：強酸(suan)性(xing)約(yue)30~60分(fen)；弱酸性(xing)約(yue)30~45分(fen)。此(ci)外(wai)，氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)的(de)再(zai)生特(te)性(xing)也(ye)與它(ta)們(men)的(de)「交聯度」有關。所(suo)謂(wei)交聯度乃(nai)是(shi)定(ding)量(liang)樹脂(zhi)中(zhong)所(suo)含(han)的(de)交聯劑(如苯乙(yi)烯)的(de)質量(liang)百(bai)分(fen)率。通常交聯度低的(de)樹脂(zhi)，其(qi)特征是(shi)聚合(he)密(mi)度較低，內(nei)部(bu)空隙(xi)較多，網孔(kong)大，對(dui)水(shui)的(de)溶脹性(xing)好(hao)，但(dan)對(dui)離(li)子選(xuan)擇(ze)較弱，交換反(fan)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)，較易再(zai)生，因(yin)此(ci)每次(ci)再(zai)生樹脂(zhi)與再(zai)生酸(suan)液浸(jin)泡接觸時(shi)間(jian)較短。反(fan)之(zhi)，交聯度高的(de)樹脂(zhi)，則需要(yao)較長再(zai)生酸(suan)液與(yu)樹脂(zhi)接觸的(de)時(shi)間(jian)。無(wu)論(lun)強酸(suan)性(xing)或(huo)弱酸性(xing)氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)的(de)「交聯度」均可以在(zai)制造(zao)時控(kong)制。由(you)於(yu)氫(qing)型(xing)樹脂(zhi)的(de)網孔(kong)不(bu)僅(jin)提供(gong)了(le)良(liang)好(hao)的(de)離(li)子交換條(tiao)件(jian)，而(er)且(qie)也(ye)像(xiang)活(huo)性(xing)碳壹般，能產(chan)生分(fen)子吸(xi)附作用，也(ye)可能(neng)吸(xi)附各種(zhong)有機物，因(yin)此(ci)容易(yi)受到(dao)有機物汙(wu)染(ran)，而(er)影(ying)響其(qi)操作效(xiao)率，也(ye)使得(de)其(qi)再生操(cao)作發(fa)生困(kun)難(nan)。如果(guo)樹脂(zhi)在使用過(guo)程(cheng)中(zhong)，吸(xi)附了有機物，特(te)別(bie)是(shi)大分(fen)子有機物，再(zai)生接觸時(shi)間(jian)必(bi)須(xu)更久(jiu)，而(er)且(qie)通常要(yao)提高溫(wen)度(70~80℃)才能除去大部(bu)分(fen)有機物，以免(mian)其(qi)效(xiao)能降低太(tai)快(kuai)，同時(shi)在(zai)高溫(wen)下操作，也(ye)可以加(jia)速(su)再(zai)生反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)，使浸(jin)泡接觸時(shi)間(jian)得(de)以因(yin)而(er)縮(suo)短(duan)。在(zai)這方面(mian)應(ying)用的(de)再(zai)生劑，以硫(liu)酸較佳，理(li)由(you)是(shi)硫(liu)酸在(zai)加熱時相當安定(ding)，鹽酸(suan)則(ze)可能(neng)會產(chan)生有毒(du)的(de)氯(lv)化氫(qing)氣體(ti)。