弱极性吸附树脂

1、混床的作用：除盐水往往不能满足高压以上的锅炉补给水的质量要求，对除盐水做进一步的处理。混床的出水电导率可达0.2us/cm以下，SiO2可以小于20ug/l，pH值在6.5-7.5之间。混床可以确保除盐在监督不及时出现水质的瞬间变坏情况下的正常供水。
2、混床的除盐原理：
由于阴、阳树脂是相互混合在一起，相当于众多的阴、阳床排列在一起运行，并且阴、阳离子的交换是同时进行的，据推算，一台混床约包含1000-2000组的复床。它与复床不同，复床除盐的阳床出水都是将原水中的盐，交换为相应的酸，而酸电离出的H+离子会影响与水中的阳离子的交换，并且还对树脂上残留的RNa型离子进行交换，使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+经过阴床后又会使出水含NaOH，同样电离出的OH-离子又对阴树脂再生残留的HSiO3型树脂进行再生，从而使阴床的出水总含有一定的SiO2。而混床则不一样，阳床置换出的H+离子和阴床置换出的OH-离子迅速发生中和反应，使反应进行的非常完全，故出水水质很好。反应式如下：
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
3、混床树脂的选用和配比：
在选用混床树脂时，既要考虑失效后的树脂分层，又要考虑到再生后的树脂混合。容易分层的树脂，不易混合；容易混合的树脂，往往又不好分层；因此，在树脂选型时，要综合考虑两方面的因素，不能片面追求某一个方面。目前，有各种行业的混床树脂要求标准。
对于锅炉补给水处理混床，通常采用的阴、阳树脂体积比均为2:1。即阳为0.5米，阴为1.0米；但是，对于直径≥2.5米的混床，为减少死角，树脂的比例建议阴为1.2米，阳为0.6米较为适宜。
混床一般采用的是凝胶型的树脂，但是随着使用年限的增加，凝胶型树脂的色差越来越接近，分层面不易看清。建议采用大孔型的混床树脂，其阴为白色，阳为灰褐色，分层面清楚，利于操作。加上大孔型树脂的强度远好于凝胶型树脂，其破碎球很少，运行的压差也较小。
4、混床的操作步骤：（自失效时开始）
4.1、反洗分层：先以约10-15m/h的流速将树脂松动分层，控制的反洗膨胀率，直到反洗出水清澈、并且树脂分层面明显止；让树脂自然沉降稳定；
4.2、预喷射：开启碱、酸阀，以约3-4m/h的流速进行预喷射（碱流量应稍微大于酸流量，以防乱层！），观察树脂层、流量正常后，方可进再生液。
4.3、进酸碱：开启碱、酸阀，并控制碱浓度在3.0-4.0%之间，酸浓度在3.0-4.0%之间；
4.4、置换：通完碱、酸后，只需关闭酸、碱阀，继续以同样的流量对树脂进行置换，直到中排的出水电导率≤20us/cm止；
4.5、排水：将水位降到距树脂层面约20cm的地方，准备混脂；
4.6、混脂：通入约0.2-0.3Mpa的压缩空气，时间约2分钟（具体看视镜的混脂效果）。
4.7、正洗：快速关闭气阀，迅速打开正洗阀，让树脂快速落床稳定，以防再次分层！约30秒后，开启进水阀，关闭正洗阀，将床体充满水，进行大正洗，直到正洗出水合格后，投入运行。说明：混床再生分同步和分步法再生两种。上面是同步法的再生步骤。分步再生法耗时又耗水，基本用的很少。
5、混床常见的故障见下表：

序号 现象 产生原因 处理方法
1 混床出水电导率，二氧化硅不合格 a、除盐水不合格，影响混床出水；
b、分层不好，影响再生效果；
c、阀门不严，相互串漏；
d、树脂被污染；
e、气压、气量不足，混脂不好 a、重新新生，并控制除盐水质量；
b、按规章重新分层再生；
c、检查各阀门情况；
d、复苏树脂或更换；
e、确保气压、气量、重新混脂
2 出水pH值偏低 a、反洗操作不当 a、复苏或更换树脂
3 阴、阳树脂反洗分层不明显 a、反洗操作不当；
b、阴、阳树脂粒度、比重不符合规范；
c、树脂未失效，比重差小；
d、树脂被污染，比重发生变化 a、重新按照规程操作；
b、更换树脂
c、碱液、林夕后重新反洗分层
d、缺点污染源，复苏或更换
除了上表使用中常见的问题外，还有如下两种情况需说明一下，因为它们都是在正常使用前发生的问题：
5.1、混床树脂的装填高度:阴、阳树脂的装填高度不恰当是混床出水不合格的常见的问题之一。由于混床内的中排位置在阴、阳树脂的分层处，所以如何准确将阳树脂的高度控制在中排的位置，尤其重要。一般新床的调试都会出现偏差，原因是所供新的强酸树脂按标准是Na型，当转成H型时，有约10%的膨胀率，而设计提供的树脂高度都是指再生态的高度。另外，经过酸、碱预处理，树脂有一个不可逆的膨胀过程，也会使树脂的体积增大，两种膨胀致使阳树脂超过中排的高度，造成再生时阳树脂受碱液污染，从而影响出水水质。因此根据经验，混床树脂装填时，要适当少装填阳树脂，一般凝胶型的阳树脂少装11%左右，大孔型的阳树脂少装7%左右较为适宜；混床阴树脂同样存在同样的问题，由于它在阳树脂的上面，只要阳树脂装填合适，它也就不会出现交叉污染。但是，它的树脂层面也要控制恰当，不要超过中视镜的中部。以方便观察操作现象。
5.2、混床设备制作上的缺陷：
5.2.1、视镜设置：现场发现多个用户的设备故障有视镜的位置设置不准，与中排的高度不相匹配。我们在重庆某电厂就发现混床下视镜的高度居然完全在中排的下方，结果，根本看不到树脂的分层面和分层情况，给操作带来很大的麻烦。因此，建议用户在设备的正式制作前，一定要严把图纸的审查关，否则，一旦设备定型，将无法更改。
5.2.2、混床反洗空间的预留：我们知道，树脂分层的好坏，直接决定再生的成功与否；而分层的好坏，则又由反洗膨胀空间的大小来决定。那么，膨胀空间的大小到底多少为合适呢？目前的设计手册对混床的要求也模糊不清，没有一个明确的标准。但在行业上对混床的反洗空间都有约定俗成的要求，即混床的反洗预留空间在100-150%之间，不可低于！四川某单位的混床树脂反洗展开空间70%，结果由于展开率不够，凹陷在下视镜的树脂不能搅动，看不清树脂的分层面，给操作带来很大的麻烦和不便。
6、水中的有机物对混床出水水质的影响
有机物对混床造成的影响，主要表现为混床的出水电导率升高，PH值下降（＜7）；水中有机物的含量会影响混床的出水纯度。比如在25℃时，要使混床的出水电导率＜0.1us/cm时，只有在混床的进水中不含有机物时才能达到。而有机物的来源主要是由于复床的强碱阴树脂被有机物污染后，泄露较多的有机物进入混床，然后再从混床中释放出所致。
混床出水中COD和电导率之间的关系
COD（高锰酸钾法）mg/L 0.6 0.34 0.24 0.12 0.08
电导率（25℃）（us/cm） 0.3 0.27 0.24 0.17 0.16

因此，当混床的电导率偏高、PH值偏低时，在排除其他人为因素后，要注意混床树脂进、出口的有机物量。
7、阳床树脂被氧化后对混床出水水质的影响
当除盐的阳床受到水中的氧化物氧化后，其骨架链将断裂，并释放出磺酸类有机酸类物质，这些物质成酸性，并且阴床树脂很难将其截留，而从混床流出，由于混床的电导率较低，当有这些物质溶于水中时，马上表现出混床的PH值偏低，电导率升高的现象。因此，要严格控制阳床进水中氧化物含量，防止阳树脂被氧化。
8、混床树脂的运行周期
补给水处理上的二级除盐系统中的混床树脂，根据一般的经验统计，其运行时间约在10-30天之间，当进水的电导率≤10us/cm、SiO2≤100ug/l时，其树脂的周期制水容量大致为10000-15000m3/m3.R之间。用户可根据装填的树脂量来推算混床的制水时间。
上述的七种床型，是目前水处理上用的较多的离子交换器。除此以外，还有诸如变径床、移动床、提升床、双流床等，由于用户不多和实用价值不大，这里不作介绍。
十、硫酸在阳床上的再生方法
阳床用硫酸作为再生剂时，只适用于酸液向下流的对流再生床或顺流再生固定床，不适宜向的对流再生床。这是因为向的对流再生方式的再生流速都较慢，这样的流速，会使再生废液中CaSO4在未流出体外时，就在床体中析出沉淀，致使树脂受到污染，运行的阻力急剧上升，以致没法运行。所以硫酸作为再生剂时，应在工艺的选择上特别注意。我们就看到无压法逆流再生工艺设计以硫酸作为再生剂，其结果是，树脂被CaSO4沉淀物完全的污染，并且没法运行，树脂只好报废。
10.1、硫酸在顺流再生固定床上的再生方法：
10.1.1、对床体进行反洗，使集中在上层的R2Ca型树脂能较均匀的分布在整个床层中，减少析出CaSO4的概率；
10.1.2、用总酸量（再生剂用量可以取150g/mol估算）的50%配成约0.8%-1%的稀酸溶液，以约10m/h的流速进行步的再生，并且严密观察床体内的压差变化。当有CaSO4析出时，床体内的压差会马上增大，此时，应迅速降低浓度，提高流速，防止大量CaSO4析出。还有一种判断CaSO4析出的方法，就是用三角烧瓶取出口的废液，观察析出CaSO4的时间，若30秒内瓶中没有CaSO4沉淀物析出，则在床体内就不会有沉淀物析出。反之，则要当心床体内析出沉淀的可能。
10.1.3、将另外的50%余酸浓度提高到2-3%，流速降低到4-5m/h。
10.1.4、随后的置换、正洗同盐酸再生方法一样；
循环水弱酸处理的再生方法同上（再生剂用量可以取60g/mol估算）。
用除盐水作进水水源的混床用硫酸作为再生剂和盐酸的操作方法完全相同完，因为混床的进水中没有硬度，故再生时也不存在CaSO4的析出问题。

离子交换树脂在饮用水中的系统应用
“争光”生产离子交换树脂、生化分离介质和大孔吸附剂。其中：离子交换树脂包括苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系和环氧系四大系列，强酸、弱酸、强碱、弱碱、两性、螯合和惰性七大类型共300多个品种；生化分离介质包括离子交换层析介质、疏水作用层析介质、亲和层析介质、凝胶层析介质和活化中间体五大类型近百个品种；大孔吸附剂包括非极性吸附剂、中等极性吸附剂和极性吸附剂三大类型数十个品种。注册商标为“争光”和“Hydrolite”。
饮用水是指可以不经处理、直接供给人体饮用的水。也包括通过饮水和食物经口摄入体内，或通过洗漱、洗涤物品、沐浴等生活用水接触皮肤或呼吸摄入人体的生活用水。饮用水与人体健康和生活质量密切相关，其重要性不亚于食品。
“争光”牌饮用水处理树脂系列，能有效地除去饮用水中对人体有害的、溶解性的有机物（DOC）和盐类物质，除去硝酸根、磷酸根、高氯酸根、氟酸根、砷酸根等有毒物质，使饮用水符合没有污染，没有退化（充满生命活力），符合人体生理需要（含有对人体有益的矿质元素）等要求。
一、DQ系列食品级树脂：
“争光”牌DQ系列离子交换树脂是一类经过特殊纯化处理，达到纯度食品级要求的树脂产品，主要用于各种供人食用或者饮用的终产品的生产，并所生产的物品、无害，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害的要求。

DQ系列食品级离子交换树脂已经过预处理、再生和清洗处理，达到食品级树脂的纯度要求，可直接使用。主要应用于饮水机、咖啡机、养殖、花卉种植用水的软化处理，也可用于家用热水器等淋浴设备用水的软化处理。
“争光”牌DQ系列树脂包括ZG C107DQ、ZG C108DQ、ZG C108DQ-K、和ZG C 108FMDQ树脂等产品。

二、ZG C 258 FD食品级树脂：
“争光”牌ZG C 258FD是在大孔结构的丙烯酸共聚体上带有羧酸基（- COOH）的弱酸性阳离子交换树脂。作为一种大孔型的弱酸阳树脂，它具有交换能力强、交换速度快、交换容量大、机械强度好等特点。
ZG C 258FD树脂特别适合于从水溶液中去除碳酸氢盐、碳酸盐及其它一些碱性盐类。常用于家庭和社区小型离子交换装置，饮用水或生活用水的软化、脱碱处理。

三、去除硝酸根、亚硝酸根、氟酸根、砷酸根树脂：
饮用水中硝酸盐、亚硝酸盐、氟酸根、砷酸根的污染问题在近年来受到越来越多的关注，因为长期低剂量地摄入上述有毒物质，会严重危害人体的健康。
硝酸盐在人体内可还原为亚硝酸盐，与人体血液作用，形成高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，导致缺氧中毒；在人体内与仲胺类作用形成亚硝胺类，是致癌、致畸、致突变的物质。世界卫生组织推荐饮用水中高的硝酸根含量（以NO3-的形式）是 ≤ 50毫克/升。


砷也是致癌、致突变因子，对动物还有致畸作用。长期饮用高砷水，会引起花皮病或皮肤角质化等皮肤病，神经病，血管损伤，以及增加心脏病发病。慢性砷摄入与皮肤癌有密切相关，也可能和肺癌、肝癌、膀胱癌、肾脏癌、大肠癌有关。美国设定饮用水中砷的含量标准为 ≤ 10微克/升。
溶于水中的氟，非常容易被吸收，血中的氟随着循环分布到全身各个组织器官。长期摄入高剂量的氟化物，轻者会造成氟斑牙或氟骨症，重者可能导致癌症、神经疾病以及内分泌系统功能失常。
本系列产品包括去除饮用水中硝酸根、亚硝酸根的ZG D890、去除氟酸根的ZG F 860、去除砷酸根的ZG S 820和能同时去除氟酸根、砷酸根的ZG FS 821树脂等产品。
四、ZG D891去除高氯酸根树脂：
饮用水中的高氯酸盐是一种持久性的有毒化学物质，它通常是以NH4ClO4、KClO4、NaClO4的形式存在。高氯酸盐对人体的影响主要表现为对甲状腺吸收碘的抑制，从而导致甲状腺激素分泌的减少，这就造成对发育系统特别是对大脑发育的影响。过量的摄入高氯酸盐会导致甲状腺激素的分泌不足，而甲状腺激素分泌不足会抑制人体正常的新陈代谢和生长发育，尤其是对儿童的影响。
由于高氯酸根的非挥发性和在水中的高溶解性，不可能用过滤、沉淀等普通物理方法去除；采用离子交换法进行处理无疑是好的方法之一。
ZG D891是在大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有季铵基［-N(CH3)3OH］的阴离子交换树脂。于自来水和饮用水中高氯酸根的去除和净化，对高氯酸根有优良的选择性。
五、ZG C858除铁树脂：
饮用水的铁过多，可引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱、大便失常。据研究证明，人体中铁过多对心脏有影响，甚至比胆固醇更危险。因此，水中含铁量过多，也会造成危害。据测定，当水中含铁量为0.5 mg/L时，色度可达30度以上，达到1.0 mg/L时，不仅色度增加，而且会有明显的金属味。使水的口感很差，国家规定生活饮用水中铁的含量应≤0.3毫克/升。
ZG C858是一种强酸性苯乙烯系薄壳式阳离子交换树脂，具有惰性核心浅度磺化薄壳式结构，是一种的除铁、软化树脂。
六、ZG D870B除硼树脂：
硼是动物和植物生长所必需的微量元素，但是硼的过量摄取或水中硼含量过高会对人体和作物产生危害。世界卫生组织（WHO）建议.成人每天摄入的硼应不超过0.16μg/g，过量的硼的摄入会引起恶心、头痛、腹泻、肝脏损害甚至会死亡。因此，从水源中除硼也是极其必要的。
离子交换法是一种有效的除硼方法，越来越广泛地得到了应用。用ZGD870B树脂吸硼饱和后，可以用5~10%的酸溶液进行洗脱，使树脂再生循环利用。
反应原理如下：
R- C6H11O5NH3+·CL- + BO33- →R- C6H11O5NH3+·BO33- + Cl-
R- C6H11O5NH3+·BO33- + HCl →R- C6H11O5 NH3+·Cl- + H3 BO3
“争光”牌ZG D870B是一种在大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯骨架上带有配位胺基团（N-甲基葡糖胺）的高分子聚合物。
八、树脂的使用：
1. 对于普通树脂的装填，应先用纯水冲洗进出水管道及交换器，内部无杂质。

2. 将树脂缓缓倒入交换器中，将树脂装填到规定高度，然后用盖子封住交换器。
3. 树脂在装填过程中，应交换器内无水。
4. 进水以10~30 BV/h流量对树脂进行快速清洗，直至出水水质合格，即可进入使用。

九、树脂的储存：
1. 树脂应密封存放在室内阴凉处，避免阳光照射，远离锅炉、取暖器等加热装置，避免树脂脱水或结冰。
2. 饮用水处理树脂具有的纯度，应严密注意产品包装的密封性，保持包装不破损，避免树脂受空气或其它杂质的污染，影响树脂的使用性能。

3. 树脂在常温环境下储存期一般为6~12个月。应采取即买即用，先买先用的原则，避免普通树脂存放时间过长，影响树脂的使用性能。

“争光”牌饮用水处理树脂及推荐
应用 推荐产品 主要功能及特点
饮用水
软化 ZG C107DQ 常规饮用水处理，可直接使用
ZG C108DQ 常规饮用水处理，可直接使用
ZG C108DQ-K 钾型，适应于肾病、糖尿病患者
ZG C108FMDQ 细颗粒，常规饮用水处理
饮用水
降碱降硬 ZG C 258FD 大孔型弱酸树脂
饮用水
除硝酸根
亚硝酸根 ZG D890 处理后水中NO3-含量达20mg/L
以下
饮用水
除氟 ZG F 860 处理后氟含量达1mg/L以下
饮用水
除砷 ZG S 820 处理后砷含量达10μg/L以下
饮用水除氟、除砷 ZG FS 821 经表面氧化热处理，处理后水中氟含量达1mg/L以下，砷含量达10μg/L以下
饮用水
除高氯酸 ZG D891 对高氯酸根有优良的选择性
饮用水
除铁 ZG C858 处理后水中铁含量达0.3 mg/L以下
饮用水
除硼 ZG D870B 处理后硼含量达0.5mg/L以下

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。