氯型阴树脂,弱碱阴离子交换树脂

离子交换树脂在制备硅溶胶中的应用
阳离子交换树脂采用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂；阴离子交换树指采用弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。将模数为3.5的硅酸钠溶液用水稀调整至含SiO24%，Na201.15%；将液通过填装阳离子交换树脂的闪换柱，得含SIO23.6%，NA200.005%，SiO2/Na2O摩尔比703，PH值2.5的硅酸胶稀液。离子交换是一个平衡反应，反应的过程是：当把含有Na+的硅酸溶液通过交换树指时Na+取代了阳离子交换树脂上的H+。于是水玻璃中的Na+已被除去，H+阳离子与硅离子与硅酸钠中的SiO3生成具有活性的硅溶胶稀溶液流出。

离子交换树脂在胶原蛋白溶液中脱色的应用
胶原蛋白（也称胶原）是细胞外基质的一种结构蛋白质，英文名“collagen”，由希腊文演化而来，多糖蛋白，呈白色，含有少量的半乳糖和葡萄糖，是细胞外基质（ECM）的主要成分，约占胶原纤维固体物的85%。胶原蛋白是动物体中普遍存在的一种大分子蛋白，主要存在于动物的结缔组织（骨、软骨、皮肤、腱、韧等）中，占哺乳动物体内蛋白质的25%～30%，相当于体重的6%。在许多海洋生物，如鱼类的皮，占其蛋白质含量甚至高达80%以上。对机体和脏器起着支持、保护、结合以及形成界隔等作用。除了生物力学方面的以外，还具有诸如信号转导、生长因子与细胞因子的运输等功能。
畜禽源动物组织一直是人们获取天然胶原蛋白及其胶原肽的主要途径，但由于疯牛病（BSM）、口蹄疫（FMD）、禽流感等疾病的发生，使人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制品的安全性产生了质疑，另外来源于牲畜的胶原蛋白在信仰伊斯兰教等地区的应用受到了限制。正在逐步转向海洋生物中开发胶原蛋白。虽然欧洲食品安全局（EFSA）已证实了即使是动物骨骼来源的胶原蛋白也是安全的，不存在感染疯牛病和其它相关疾病的可能。
由于氨基酸组成和交联度等方面的差异，使得水产动物尤其是其加工废弃物——皮、骨、鳞中所含有的丰富的胶原蛋白具有很多牲畜胶原蛋白所没有的优点，如一定的凝胶性、高度的分散性、低粘度性、吸水性、持水性以及乳化性等，另外人们发现来源于海洋动物的胶原蛋白在一些方面明显优于陆生动物的胶原蛋白，比如具有低抗原性、低过敏性、变性温度低、可溶性高、易被蛋白酶水解等特性。因此水产胶原蛋白可能逐步替代陆生动物胶原蛋白。
胶原蛋白种类较多，常见类型为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型，胶原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，比如低抗原性、在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等在食品、医药、组织工程、化妆品等领域获得广泛的应用。它不仅可以作为保健食品、美容产品、包装材料，还可以作为食品添加剂应用在肉制品改良、冷冻食品、饮料、糕点以及乳制品等中。在医学领域中，胶原蛋白由于具有低原性、纤维的再形成性、强的机械性能和生物可降解性等优点，可制成胶原海绵、胶原膜、人工皮肤、固定化美酶载体和胶囊等。中国传统的胶原保健品“阿胶”主要是以驴皮为原料（其实就是驴皮中所含胶原蛋白），经特殊的工艺生产出来的，具有较高的滋补保健作用，有中药三宝之一的美誉。
不管采用以上哪种途径提取胶原蛋白，都会存在原料料液中的色素超标，盐分超标，如从海洋动物等水产品中提取往往还存在重金属离子超标，这对产品质量及后续使用的效果造成了很大的影响。我公司经过大量实验并成功开发的离子交换树脂及大孔吸附剂可以从胶原蛋白料液的脱色脱盐及去除腥味，并达到了非常不错的效果。

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。

离子交换树脂在饮用水中除高氯酸根的应用
SL891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。

二、理化性能指标：
指 标 名 称 指 标
出厂型式 氯 型
含 水 量 % 52.0~62.0
高氯酸根吸附容量 g/L ≥ 25.0
湿视密度 g/ml 0.65 ~ 0.73
湿真密度 g/ml 1.05 ~ 1.11
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：
使用温度 ℃ ≤ 60
床层高 mm ≥ 600
反洗展开率 % 50~85
运行流速 BV/h 5~15
适用pH范围 3~9

四、基本原理：
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；活性炭对其吸附量也很小；而且在通常的水质环境下，由于温度较低，离子浓度很小，高氯酸盐与大多数还原剂都不发生反应。针对高氯酸根的离子特性，采用离子交换法进行处理无疑是好的方法之一。

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。

离子交换树脂在植物胶中除盐的应用
SL354是一类大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。该产品具有比其它弱碱阴树脂更大的孔径和比表面积，能吸附大量的高分子有机物，一般吸附率可达80~95%，且洗脱率在95%以上，与强酸阳树脂串联使用，对植物胶稀释液的除盐具有明显效果。
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-二乙烯苯
功能基团 叔胺基
出厂型式 游离胺型
含 水 量 % 48 ~ 58
质量全交换容量 mmol/g ≥ 4.80
体积全交换容量 mmol/ml ≥ 1.45
湿视密度 g/ml 1.03~1.06
湿真密度 g/ml 0.65~0.75
范围粒度 % （0.45~1.25mm）≥ 95.0
下限粒度 % （＜0.45mm） ≤ 1.0
均一系数 ≤ 1.60
渗磨圆球率 % ≥ 90.0


三、使用时参考指标：
指标名称 参考值
树脂层高 m 1.5~3.0
设计反洗空间 % 80~100
再生剂 NaOH
再生剂浓度 % 4~5
再生剂用量 m3/m3-R 1.8~2.2
再生接触时间 min 50~70
置换时间 min 30~50
淋洗流速 m/h 10~15
运行温度 ℃ 30~60
适用pH范围 0~7

四、运行操作方案：
操作 溶液 流速（BV/h） 用量（BV）
顶糖 清水 2.0~4.0 2.0~3.0
反洗 清水 2.0~4.0 2.5~3.0
再生 4~5%NaOH溶液 1.5~2.0 2.0~3.0
置换 蒸馏水或纯水 1.0~2.0 1.5~2.0
淋洗 蒸馏水或纯水 10~15 4.0~6.0
串洗 蒸馏水 10~15 4.0~6.0
运行 料液 2.0~4.0 30~60
备注：反洗开始时，流速宜小，待树脂全部松动后，再逐步增加反洗流速，观察到树脂充分展开后，稳定反洗流速，直到反洗出水澄清。


五、阴床运行漏泄曲线图：

六、新树脂的预处理方法：
1. 将树脂装入交换器中，用清水反洗树脂，至出水澄清为至。
2. 通入两倍树脂体积的8~10% 的NaCl + 4% NaOH 混合溶液，将树脂置于碱性食盐溶液中浸泡约24小时，然后用清水淋洗至排出水无色无味即可。
3. 先通入两倍树脂体积的约4% HCl溶液，用后一倍体积的溶液浸泡树脂8~24小时，用清水洗到pH为3左右。再通入两倍树脂体积的约4% NaOH溶液，用后一倍体积的溶液浸泡树脂8~24小时，用清水洗到pH为10左右。

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。
离子交换树脂在发酵液中提取赖氨酸的应用
一、用户（1）工艺
1.交换柱直径为3200mm，树脂装填高度为mm，树脂装填体积为35m3。
2.赖氨酸母液pH为3.3~3.8，进料赖氨酸浓度为170g/L。
3.吸附流量为0.8~1.0BV/h，从上向下吸附，氢型上柱。控制赖氨酸尾液浓度≤2.0g/L。
4.吸附完赖氨酸后，用纯水洗去残留的赖氨酸，控制淋洗液赖氨酸浓度≤2.0 g/L，淋洗的这部分赖氨酸回收。
5.洗脱，用氨水和氯化铵混合液（21.78m3回收的洗脱液，也即氨水洗脱完水洗那部分+2.22m320%氯化铵+4.56m3氨水）进行洗脱，洗脱流量为1.0BV/h，洗脱时间约为40min。
6.淋洗，用2BV的纯水以3.0~5.0BV/h流量淋洗，淋洗液回收。淋洗结束后，从下向上以0.4BV/h的流量进纯水，同时从底部通入2.5kg的压缩空气10min，反洗30min，将树脂充分松动。
7.转型，用0.3BV5%盐酸溶液以1.0BV/h流量进行转型。
8.水洗，用0.3BV纯水以1.0BV/h流量进行水洗，此时纯水洗至流出液pH为3.0~4.0。
9.以上每个步骤进行时，都应将液位放至树脂层上300~500mm处。
10.经上述处理后，就可进行下一步吸附了。
11.此用户树脂吸附容量为130g/L-R。
二、用户（2）工艺
1.此用户为连续离交工艺，有30个交换柱，直径为1200mm，树脂装填高度为1800mm。
2.赖氨酸母液用硫酸调至pH为1.5，进料赖氨酸浓度为178g/L。
3.2BV6%氨水以1.0BV/h洗脱。
4.用纯水洗至流出液pH为9.0。
5.上柱吸附，吸附流量为1.0BV/h，控制赖氨酸尾液浓度≤2.0g/L。
6.用纯水洗去残留的赖氨酸，控制淋洗液赖氨酸浓度≤2.0g/L，淋洗的这部分赖氨酸回收。
7.经上述步骤处理后，就进行下一步吸附。
8.此用户树脂吸附容量为160g/L-R。
离子交换树脂在电镀废水回收锰、铬中的应用
设计方案：
一、客户水质及要求
水量：100m3/h
基础含盐量高
锰离子：2g/L（换算离子摩尔浓度为2000÷55=36.36mmol/L）
重铬酸根：100mg/L（换算离子摩尔浓度为100÷216=0.46 mmol/L）
硫酸铵：2g/L
pH：3-4
回收锰离子阳柱
装填量：35m3
树脂型号：SL258
再生周期：5天
回收重铬酸根阴柱
装填量：10m3
树脂型号：SL451
再生周期：5天
二、离子交换柱的设计参数
1、SL258除锰阳离子交换器：
直径：Ф3000×2200(直径×树脂层高)
形式：压力式
设计压力：0.4Mpa
试验压力：0.6Mpa
正常流量：100.0m3/h
材质：碳钢衬胶
垫层：石英砂
树脂装填量：15.5m3
如再生周期为5天，流量为100.0m3/h，总制水量为5×24×100=12000m3。
一天离子交换柱周期制水量为（15.5×2000÷36.36=852.6m3）需要离子交换柱数量：12000÷852.6=14台，那么需要SL258树脂体积为217m3。
上述再生周期为5天，不合理，树脂用量太大。如果改为一天再生一次，1×24×100=2400m3，2400÷852.6=2.8台即3台，那么需要SL258树脂体积为46.5m3。
2、SL451除重铬酸根阴离子交换器：
直径：Ф2500×2200(直径×树脂层高)
形式：压力式
设计压力：0.4Mpa
试验压力：0.6Mpa
正常流量：100.0m3/h
材质：碳钢衬胶
垫层：石英砂
树脂装填量：10.8m3
如再生周期为5天，流量为100.0m3/h，总制水量为5×24×100=12000m3。
一天离子交换柱周期制水量为（10.8×800÷0.46=18782.6m3），所以需要离子交换柱数量：1台，那么需要SL451树脂体积为10.8m3。
注意：本项目中的SL451好选用本公司强度较好的SL408好，由于一般的SL451在硫酸根含量高的系统中，膨胀度较大，容易疲劳，影响树脂强度，易破碎，而且该系统的重铬酸根还有一定的氧化性。