除铝离子树脂,弱碱阴离子交换树脂

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。

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。

离子交换树脂在废酸（除铁）回收中的应用
一、试验目的：
采用离子交换树脂来除去废酸中的铁，将废酸中的铁含量降低到10ppm以下，达到废酸回收利用的目的。
二、试验材料：
吸附树脂：SLCT-1、SLCT-2
吸附柱：Φ600*3000碳钢衬胶材质，树脂层高度为1500mm，树脂装填量为1.7m3，2个交换柱；底层填料为石英砂材质，高度600-700mm。
试剂：15%盐酸溶液；4.0%氢氧化钠溶液； 0.05MEDTA；1+1氨水；1+1冰醋酸溶液；20%六次甲基四胺溶液；0.2%二甲酚橙指示剂；0.02M醋酸锌标准溶液；20%氟化钾溶液；20%磺基水扬酸溶液；三氧化二铁标准溶液。
其它材料：滴定管、试剂瓶、250ml三角烧瓶、100ml烧杯、250ml烧杯、1000ml烧杯、3000ml烧杯、100ml容量瓶、100ml量筒、1000ml量筒、755B紫外分光光度计、原子吸收仪等。
三、原液：
工艺中有一种溶液叫洗铁酸：盐酸浓度12-15%，三氧化二铁1.0g/L，每小时5立方洗铁酸，现在想把铁除掉小于0.01g/L。
四、试验方案
1、工艺方案：
主要采用二级离子交换树脂进行除铁。先通过除铁树脂SLCT-1进行级除铁，铁的去除率在90%以上；再通过二级除铁树脂SLCT-2进行第二级除铁，除去余下的铁。
控制标准为：采用比色法或原子吸收法进行检测。
2、工艺流程：
由于除铁，树脂处理倍量较，所以采用大交换柱；二级除铁，树脂处理倍量较大，所以采用小交换柱。流程图如下：

废盐酸除铁处理流程简图
3、 工艺运行方案：
3.1将树脂装入交换柱中，树脂层高低不低于1.2m；
3.2树脂预处理
先用树脂体积2倍的4%NaOH浸泡树脂4-8h，用纯水淋洗至中性。再用树脂体积2倍的4%HCl浸泡树脂4-8h，用纯水淋洗至中性。
3.3运行
将树脂完全转成CL型后方可运行，将需要处理的废酸液以≤5m/h的流速通过树脂床层，控制失效终点（如以Fe3+的浓度）或根据颜色判断。为使树脂床层内部废酸浓度达到平衡（如不平衡，就不能完全去除Fe3+等金属离子）一般是开始的3-6个床层废酸液先打回到原液中再次运行，3-6个床层以后出来的废酸液金属离子可达合格。
3.4再生
纯水再生：树脂失效后，需要再生，用流速5-10m/h的纯水淋洗树脂床层，直到出水澄清为止，再用纯水以2-5m/h的流速通过树脂床层，约2-4个床层后即可投入运行。
4、 说明：
树脂用量是每个树脂交换柱1.7m3；反洗频率初步估计为20~30BV，即一天反洗一次，反洗水量为2~4BV；树脂寿命或树脂消耗每年为≤5%补充率。

新型软化树脂在水中除铁软化的应用
SL858是一种强酸性苯乙烯系薄壳式阳离子交换树脂，是一种的除铁、软化树脂。该树脂的功能基团大部分集中在球体表面，使树脂具有更高的离子交换速度。各种离子在树脂的表面就能发生交换，无需扩散到树脂内部。避免了运行中的离子泄漏，了在再生过程中，树脂基团得到再生，再生转型率更高，在运行中树脂能更好的发挥除盐的作用，出水离子泄漏低，更进一步的是再生过后的淋洗过程中，残留物及水污染物更易被清洗掉。
SL858由于其特殊的结构和特的理化性能，决定了它是一种的软化树脂，非常适用于饮用水行业软化除铁和钙镁离子。
二、理化性能指标：
指 标 名 称 指 标
外 观 棕褐至黑色球状颗粒
出厂型式 钠型
含 水 量 % 48.0~56.0
铁吸附容量 g/L ≥ 14.5
湿视密度 g/ml 0.75 ~ 0.85
湿真密度 g/ml 1.18 ~ 1.28
范围粒度 % （0.315~1.25mm）≥ 95.0
下限粒度 % (＜0.315mm) ≤1.0
均一系数 ≤ 1.60
整 球 率 % ≥ 95.0
三、使用时参考指标：
指标名称 参考值
树脂层高 mm ≥600
设计反洗空间 % ≥ 60
反洗展开率 % 50~85
运行温度 ℃ 5~60
运行流速 BV/h 5~15
适用pH范围 3~9

四、运行操作方案：
操作 溶液 流速(BV/h) 用量(BV)
反洗 清水 2.0~4.0 1.5~2.0
再生 5～7%NaCl溶液 1.5~2.0 2.0~2.5
置换 清水 1.0~2.0 1.0~1.5
淋洗 清水 5.0~10.0 2.0~4.0
运行 原水 5.0~15.0 ——

螯合树脂在电镀溶液、金属酸洗液中回收重金属的应用

SL851是大孔结构的苯乙烯骨架上带有亚胺二乙酸功能基的螯合树脂，可在水溶液中去除重金属阳离子，包括从高浓度一价阳离子（一般为钠离子），和一般二价阳离子（如钙离子）中分离重金属阳离子，这些作用是在弱酸及弱碱溶液中进行。其结构简式如下：

SL851主要用于从矿石中回收金属，从电镀溶液、金属酸洗溶液中回收金属，甚至在碱土金属出水中也如此（如钙、镁）。也可用于离子膜烧碱工业生产中的二次盐水精制，各种废水处理以消除重金属污染（一般是在水溶液中）。
与国内外同类树脂相比，具有高的铜离子吸附量和高的耐渗透能力。
物化性能

运行条件
下表为SL851的运行、再生条件，在特殊应用中须进行选择。

反应原理
二乙酸亚胺基功能团，钠型或氢型，重金属将被二羧基功能基离子吸引及氮原子电子给予而螯合。

SL451离子交换法处理含铬废水
SL451离子交换法处理含铬废水
重铬酸钠、铬酸酐等铬盐类产品是广泛应用于电镀、颜料、制革、医药、冶金及化工等行业的重要化工原料。在国民经济建设中占有十分重要的地位。但是在生产铬盐产品的过程中，产生的大量含铬废水，如不妥善处理，任意排放，将会污染江河水源及环境。当水中六价铬的到一定程度时，对人类、畜牧、鱼类、农作物等均有害。因此，消除含铬废水的污染，对保护环境，造福人民，发展经济和实现四个现代化都具有很大的意义。
目前，国内外对含铬废水的处理，一般采用的方法有硫酸亚铁—石灰法、钡盐法、二氧化硫法，亚硫酸钠法，电解法和离子交换法等。其中除离子交换法外，均要产生大量含有三价铬的污水（三价铬也是有毒物质）。既难于处理，且对铬的资源不能进行回收和利用。
现采用大孔型SL451弱碱性阴离子交换树脂处理含铬废水，不仅处理的水质较好，符合国家排放标准，而且还能回收利用大量铬的化合物。
SL451与普通凝胶型离子交换树脂相比，具有更强的抗污染能力和更广泛的适应性。机械强度好，有弹性，不易被具有氧化性的离子所破坏，也不易因膨胀收缩而破坏结构，网孔不容易受有机物污染和容易吸附与再生容易等优点。
SL451弱碱性阴离子交换树脂主要性能
指标名称 指标
外观 乳白色不透明球状颗粒
功能基团 -N(CH3)2·H2O
出厂型式 游离胺型
含水量 % 48～58
质量全交换容量 mmol/g(干) ≥4.80
体积全交换容量 mmol/ml ≥1.4
湿真密度 g/ml 1.03～1.06
湿视密度 g/ml 0.65～0.72
渗磨圆球率 % ≥90
范围粒度 % 常规型(0.315～1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
PH值 0～4
膨胀率 % ≤20

二、基本原理及工艺流程
1. 基本原理
离子交换法处理含铬废水，是利用离子交换树脂的活性基团的交换作用吸附废水中的铬酸根(CrO42-)和重铬酸根(Cr2O72-)离子，去除有害的Cr6+离子，待树脂吸附饱和后，用氢氧化钠和氯化钠组成的再生剂进行再生，以达到回收铬化合物的目的。由于CrO42-和Cr2O72-都是强氧化剂，故我厂选用的是抗氧化性能强、交换容量较高的SL451大孔弱碱性叔胺型阴离子交换树脂。
在处理过程中，先将树脂转成氯型可获得较高的交换容量，氯型阴树脂的工作交换容量一般为900毫克当量/毫升，其反应方程式表示如下：
转型：R-OH + Cl-  R- Cl + OH –
当含铬废水通入交换柱时，氯型阴树脂对重铬酸根和铬酸根离子进行吸附，其反应方程式为：
运行：2R-Cl + Cr2O72-  R2- Cr2O7 + 2Cl –
当树脂达全饱和后（双阴柱串联法）用组成的再生剂进行再生处理，其反应方程式如下：
再生：R2- Cr2O7+ 2OH-  2R- OH + Cr2O72-
由此得到的洗脱液—铬酸钠溶液，可用于制备鞣革剂盐基性硫酸铬。
再生后的树脂，经洗涤转型后重复吸附。

SL408离子交换法提取金
SL408是在大孔结构的苯乙烯—二乙烯苯共聚体上主要带有混合碱性的阴离子交换树脂，主要用于氰化工艺中吸附金。混合碱性阴离子交换树脂在电镀过程中提取金，是因它兼有强碱树脂的良好吸附性能和弱碱树脂的解析性能，比其他树脂具有更好的选择性、机械强度和吸附、解吸性能。
SL408对氯化络合物的亲和性次序为：


由干SL408树脂为大孔结构，所以能提高树脂内的离子扩散速度，从而加快过程中总的离子交换速度，大大改善树脂的动力学特性。与普通凝胶型离子交换树脂相比，具有更强的抗污染能力和更广泛的适应性。机械强度好，有弹性，不易被具有氧化性的离子所破坏，也不易因膨胀收缩而破坏结构，网孔不容易受有机物污染和容易吸附与再生容易等优点。
SL408阴离子交换树脂主要性能
指标名称 指标
外观 乳白色不透明球状颗粒
功能基团 -N(CH3)2·H2O
出厂型式 游离胺型
含水量 % 48～58
质量全交换容量 mmol/g(干) ≥4.35
体积全交换容量 mmol/ml ≥1.2
湿真密度 g/ml 1.03～1.06
湿视密度 g/ml 0.65～0.72
渗磨圆球率 % ≥90
范围粒度 % 常规型(0.60～1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
pH值 0 ～ 7
膨胀率 % ～ 20
大孔吸附树脂在食品行业中异味的去除及精制
SL11是具有多孔型的交联聚合物，是一种有孔度的珠体，具有合适的比表面积及适当的孔径和孔容，对多种物质有优良的吸附能力，是一种非极性的吸附树脂。
SL11主要用在极性溶液中吸附分离非极性物质，食品行业中异味的除去及糖液精制，同时可用于头孢菌素、多酚、皂角苷、花青素、秋水仙碱、紫杉醇、维生素E、鞣花单宁及多杀菌素的分离和提取，对依维菌素、阿维菌素、氯洁霉素磷酸脂等的提取，对这些物质都具有良好的吸附效果。
二、理化指标
指标 SL11
分类形式 芳香族
骨架 苯乙烯系
含水量% 55～65
比表面积 m2/g 600～1000
孔容 ml/g ≥1.0







三、使用方法
1． 预处理
①.将树脂装入柱中，用水反洗至出水清澈，流量以控制树脂能稳定在上视镜

中部为宜，时间不少于45分钟。
②. 用2倍树脂体积的4%氢氧化钠通入交换柱中，时间约1小时左右，然后浸泡4~8小时，后用水清洗至pH10左右，流量10m/h。
③. 用2倍树脂体积的4%盐酸通入交换柱中，时间约1小时左右，然后浸泡4~8小时，后用水清洗至pH近中性，流量10m/h。树脂经过以上处理后，就可以开始使用了，在吸附过程中，通过柱的液体中的异味及残留色素被树脂吸附，直至除去效果下降，按树脂再生处理过程进行操作。
2． 再生处理过程
①.用2倍树脂体积的4%氢氧化钠以1BV/h的流速通过离交柱。
②.用冷凝水以1BV/h的流速慢洗1小时。
③.用冷凝水以3~5 BV /h流量清洗至pH10左右。
④.用1倍树脂体积0.1%~0.5%的盐酸以1BV/h的流速通过离交柱，此时离交柱流出液pH为7。
⑤.用水以3~5 BV/h的流速通过离交柱，清洗至出液pH为7。
⑥.树脂投入再次进行使用。

四、再生运行操作方案
操作 溶液 流速(BV/h) 用量(BV)
顶糖液 清水 2.0～4.0 2.0～3.0
反洗 清水 2.0～4.0 2.0～5.0
再生 4～5%NaOH 1.0～2.0 1.8～2.2
慢洗 纯水或冷凝水 1.0～2.0 1.5～2.0
快洗 纯水或冷凝水 3～5 3.0～6.0
酸处理 0.1%~0.5%HCl 1.5～2.0 0.8~1.0
淋洗 纯水或冷凝水 3～5 2.0～5.0
运行 糖液 ～2.0 ~

五、运行条件
运行指标 参 数
使用温度 ℃ ≤100
床层高度 mm ≥800
反洗展开率 % 50～75
使用pH 1～9
六、树脂复苏处理方法
用清水清洗至出水澄清，用3~5%HCl溶液以1BV/h的流量通过树脂，用后一倍体积的HCl溶液浸泡树脂8～24小时，再用清水淋洗至出水pH试纸为3～5，再用2倍树脂体积约40℃的8%NaCl+4%NaOH混合溶液以1BV/h的流量通过树脂，用后一倍体积的混合溶液浸泡树脂8～24小时，用清水淋洗至出水pH试纸
呈8～9。
注：树脂在用酸碱浸泡时需隔2～4小时用压缩空气搅拌一次，每次搅拌5～10min。
树脂经复苏之后，再次再生时需要增加再生剂用量，即为平时再生剂用量的两倍，然后就可投入使用。
七、树脂的储存
1. 未使用的树脂应保持外包装袋的完整，避免其破裂而使树脂直接暴露于空气中，并存放于0～40℃的环境中。
2. 使用中暂停运行的树脂应避免下述情况：
⑴ 脱水 设备内应充水，如将水排去，则设备须密闭以防树脂水分散去。
⑵ 冰冻 如遇零下温度，设备内充入盐水浸泡树脂。
⑶ 细菌滋长 微生物如藻类及细菌等能在长时间停用的离交设备内繁殖，造成树脂不可逆污染，预防的措施即是在树脂失效后反洗，除去运行中积聚的悬浮杂质和残余的被处理液，洗净后以盐水浸泡。
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。