离子交换树脂脱酸性水,强碱阴离子交换树脂

硅溶胶的离子交换质量与下列因素有关，树脂再生的程度、平衡性质、树脂的高度、流入深度、离子大小等。把通过阳离子交换柱的硅溶胶稀深再通过弱碱性阴离子树脂交换柱，去除液体中的阴离子CL-，以达到更加稳定的状态。以交换柱流出来的稀硅深胶浓渡很低，需进行浓缩，为了防止浓缩时胶凝，浓缩前迅速加入稳定剂。稳定剂常用的为MOH（M为L,Na,K,Rb,Cs,NH4.NH2等)稳定剂的用量应该恰当，若小于SiO2摩尔数的1%则难于起到稳定作用；若超过5%则将降低制品的纯度。取5kg上述硅溶胶用10%NAOH溶液调PH值至78。取900g调整液注入减压器中进行减压浓缩。并以保持容器内液面恒定为原则，徐徐加入剩余的4100g调整液。浓缩温度保持78℃，后制得900g含SiO2 20%，Na20 0.33%，PH为9.6的硅溶胶，其平均粒径约16mum。离子交换树脂进行离子交换后，已失去交换能力。需用盐酸稀液洗涤，用HCL中的H+取代树脂上的Na+。而使离子交换树脂的活性基团氧化，使树脂再生，恢复交换能力。再生后和离子交换树指用蒸馏水冲洗至规定的PH值为止，备下次使用。

离子交换树脂对氰化物浸出液或矿浆中回收金的应用
SL408是一种在大孔结构的苯乙烯骨架上带有强、弱碱基团的阴离子交换树脂。该产品特殊的骨架结构，使之具有比其它弱碱阴树脂更耐磨的机械强度和抗酸碱渗透压强度等特性，树脂的磨损很小，年破损率在10%以下。SL408树脂因同时含有强弱碱两种功能基团及较大比表面积，使其在复杂的黄金浸出液体系中具有更快的交换速度和更高的吸附容量。
二、理化性能指标：
指标名称 指 标
外 观 乳白色至淡黄色不透明球状颗粒
骨 架 苯乙烯系
出厂型式 游离胺型
含水量 % 50.0~60.0
质量全交换容量 mmol/g ≥ 4.80
强碱基团比例 % 20~30
体积全交换容量 mmol/ml ≥ 1.35
湿真密度 g/ml 1.05~1.12
湿视密度 g/ml 0.65~0.75
渗磨圆球率 % ≥ 90.0
范围粒度 % （0.80～1.40mm） ≥ 95.0
转型膨胀率（OH- →Cl-）% ≤ 20.0


三、工作原理：
我国黄金资源储量丰富，分布较广，黄金生产企业星罗棋布，覆盖面大，故黄金选冶技术。尽管硫脲是一种毒性较小的浸提剂和解吸剂，但因为成本原因，目前世界上新建的应用离子交换湿法提金工艺的金矿中，约有80％仍采用氰化物浸取，阴离子交换树脂吸附，用氰化物或硫脲溶液解吸。
从氰化物浸出液或矿浆中回收金，工业生产有较为成熟的三大工艺，即锌粉置换工艺、活性炭吸附工艺和离子交换树脂工艺。其中离子交换树脂工艺以其的物理和化学性能成为后来居上者，得到迅速发展。生产实践证明，离子交换树脂的吸附容量高、吸附速度快，树脂的机械强度高、磨损小，消耗量仅为25克／吨；吸附矿浆浓度比炭浆法高出5％~7％。
含氰尾矿浆流经树脂层时发生的反应如下：
R-SO4 ＋ Au（CN）2- → R-Au（CN）＋ SO42-
在树脂吸附饱和后，即当流出液中CN-超标时，对树脂进行酸洗，由于树脂上吸附有多种金属，洗脱液使用硫酸和硫脲的混合物，通过改变硫酸和硫脲的浓度来达到将吸附的金属氰化物分级洗脱下来，使用硫酸自下而上通过离子交换树脂床，即可使树脂上的重金属和氰化物被洗脱下来，金以阳离子形式存在于洗脱液中，再通过电极法将金洗脱液转化成黄金。用类似于酸化回收的装置回收法的装置回收HCN，然后大部分洗液进行再生并重复用于洗脱。回收的NaCN用于氰化工段，少量洗脱液经过中和沉淀出重金属离子后排出。

离子交换法在钼酸铵溶液中除钒的应用研究
摘要：本文介绍了采用离子交换法在钼酸铵溶液中除钒，将含钒的钼酸铵溶液用氨水或NaOH调节pH值后，通过强碱性阴离子交换树脂，钒被树脂吸附而钼不被吸附，从而使钼酸铵溶液得到提纯，树脂吸附钒后用氨水或氢氧化钠溶液解吸钒，再用酸溶液将树脂转型。采用离子交换法去除钼酸铵溶液中的钒，树脂用量少，钼回收率高，生产，设备简单，操作方便，生产过程，经济效益好。
关键词：钼 钒 离子交换 吸附容量 洗脱率
1.前言
随着现代工业的飞速发展，钼的用量不断增加，其价格也持续上涨，钼矿资源也越来越少。在各种类型低品位钼矿物和钼系废催化剂中，都含有一定量的钒。在钼矿物的碱法分解及离子交换富集钼的过程中，钒总是与钼结伴而行。钒是钼产品的有害杂质，含少量钒的多钼酸铵，外观是浅黄色，肉眼就可识别，因而需要通过除钒来制备纯化钼化合物。
由于钼钒在水溶液中的性质非常相似，钼钒难以分离。为了得到合格的钼化合物，大家都对钼钒分离进行了大量的研究，并找到的一些钼钒分离的方法。其中包括铵盐沉钒法、溶剂萃取法、电化学离子交换法、电化学还原反萃法、螯合树脂吸附法。铵盐沉钒法和溶剂萃取法对钼钒分离不，后三种方法可使钼酸铵产品中钒含量小于0.0015%，但是电化学离子交换法和电化学还原反萃法操作工艺复杂，而螯合树脂吸附容量低，工业使用不理想。
经研究，采用强碱性离子交换树脂用于钼酸铵溶液除钒，除钒效果好，树脂吸附容量大，工艺简单，操作简便，非常适合实际使用，并已在多家工厂得到应用。
2. 试验部分
2.1试验仪器和试剂
2.1.1 试验树脂 SL231
2.1.2 试验料液 实验料液由钼酸铵、偏钒酸铵试剂和去离子水配制而成。实验料液Mo含量为62.36g/L，V含量为0.52 g/L，调节料液pH为6.5～7.5。
2.1.3 试剂 分析纯盐酸 分析纯氢氧化钠 分析纯钼酸铵 分析纯偏钡酸铵
2.1.4 试验分析仪器
钼的浓度用铜离子催化硫氰酸盐法在722S型分光光度计上测定，钒的含量用硫酸亚铁铵法滴定，氯离子含量测定采用硝酸银滴定法，溶液的pH值由PHS-25数显pH计测定。
2.1.5 试验用交换柱 直径为2.5cm，长为200cm。
2.2 试验过程
新树脂先用去离子水浸泡24小时，让树脂充分溶胀，再用去离子水洗至浸泡水澄清无杂质。对树脂进行预处理，用4%盐酸溶液和4%氢氧化钠溶液交替处理2次，每次用2倍树脂体积的用量浸泡8小时并用去离子洗至中性。后用4倍树脂体积4%的盐酸溶液将树脂处理成氯型，用去离子水洗至中性，备用。
取200ml处理好的SL231树脂装填在交换柱中，在室温条件下，将配制好的料液从上向下通过树脂层，运行流量为200ml/h，每两小时取交换柱流出液检测Mo和V和含量。
运行时，交换柱流出液中V含量达0.02g/L时，停止吸附。这样可确保钼酸铵成品中钒含量小于0.0015%。当树脂吸附饱和后，用4树脂体积5%氨水溶液(或5%氢氧化钠溶液)进行解析，用去离子水洗到pH值为8，再用4倍树脂体积5%盐酸溶液将树脂转成氯型，用去离子水洗至pH值为中性，再进行下一个周期的吸附。
2.3 试验数据
不同周期试验数据见表1，树脂吸附曲线见图1、图2。
表1 三个周期SL231在钼酸铵溶液中除钒流出液中Mo和V含量
处理床层体
积倍数BV 周期 第二周期 第三周期
Mo含量，g/L V含量，g/L Mo含量，g/L V含量，g/L Mo含量，g/L V含量，g/L
2 23.65 0 25.15 0 25.98 0
4 39.78 0 41.34 0 42.13 0
6 54.65 0 55.48 0 55.87 0
8 60.15 0 61.25 0 60.25 0
10 62.45 0 62.43 0 61.35 0
12 61.98 0 61.85 0 61.85 0
14 62.14 0 61.45 0 61.54 0
16 61.18 0 62.34 0 62.14 0
18 62.02 0 60.98 0.002 62.38 0.001
20 61.54 0.005 60.58 0.006 61.87 0.006
22 62.31 0.010 62.31 0.012 62.01 0.011
24 62.12 0.016 62.14 0.019 61.25 0.019
26 61.79 0.020 61.87 0.022 62.12 0.023


图1周期树脂对钒的吸附曲线


图2 第二周期树脂对钒的吸附曲线


图3 第三周期树脂对钒的吸附曲线

表4 三个周期SL231树脂在钼酸铵溶液中除钒的吸附容量、洗脱量和洗脱率

项目
周期数 树脂吸附钒容量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 13.418 13.348 99.48
第二周期 13.398 13.352 99.66
第三周期 13.40 13.297 99.23


2.4 数据分析
图1、图2、图3是SL231树脂钼酸铵溶液中除钒的吸附曲线。从三个图变化曲线可以看出，SL231树脂对料液中的钼和钒都有吸附作用，当流出液为1BV时钼开始穿透，随着运行继续，流出液中钼的浓度迅速上升。当流出液为8BV时，进料液和流出液中钼的浓度基本一样，这时流出液中钒基本检测不出。当流出液为20BV时，流出液中才能检测出微量的钒。若以钒含量大于0.02g/L为失效终点，树脂对钒的吸附容量约为16.0g/L-R，处理料液量为26BV。
从表1和表2三个周期的运行数据来看，三个周期的运行结果基本一样，说明SL231树脂吸附钒的重复性好、洗脱率高。SL231作为一种大孔强碱性阴树脂，具有特殊的孔结构和比表面积，在pH为6.5～7.5时，SL231树脂对钒的吸附选择性大于对钼的吸附选择性。经再生洗脱后，此树脂可重复使用。同时，该树脂抗污染能力强，具有很高的吸附能力、耐温性、稳定性和机械强度，非常适合实际生产。
3 结论
综合SL231树脂在钼酸铵溶液中除钒的运行、吸附和洗脱试验情况，可以得出以下结论：
3.1 采用D SL231树脂可以很好地用于钼中除钒。在pH为6.5～7.5时，SL231树脂对钒的吸附选择性很高，吸附率通常大于99％。SL231树脂吸附钒后，流出液中钒含量很低。用稀氨水（稀碱液）脱附，洗脱率可达99％以上，且脱附峰集中，无残留现象。
3.2 SL231树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能，机械强度较好，在正常情况下，树脂年损耗率小于5％。
3.3 采用SL231树脂吸附钼酸铵溶液中的钒，工艺简单，分离效果好，不需要特殊设备，技术容易掌握，可实现自动化。