天津争光强碱阴离子交换树脂,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。

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。

新型树脂在黄金吸附中的应用
SL608离子交换法提取金说明书

SL608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。
由干SL608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。
SL608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(0.315～1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
pH值 0 ～ 7
膨胀率 % ～ 20
二、树脂运行操作过程
1.洗涤
用水反洗树脂，一般要进行3 ~ 4h，每一体积树脂需消耗2~3体积的洗水，将树脂松动，有利于树脂的解析，同时将树脂残存的杂质清洗出去。
2. 氰化处理
树脂经洗涤后，使用4~5%NaCN溶液进行净化处理，以除去树脂中的铁、铜等的氰络合物。其根据是以CN一取代树脂中的铁、铜络合物而达到净化。
但这种解吸液解吸铁、铜的效率不高，使用5倍体积的解吸液处理，能除去不到80 %铜、50-60%铁。
3. 洗涤氰化物
树脂经氰化处理后，树脂颗粒间残存的氰化物溶液约占再生柱总容积的50%。向交换柱中进水进行淋洗，先使残留的浓氰化液排出，然后开始从树脂表面洗去氰化物和CN-。洗涤一直进行到柱中排出洗液不含NaCN为止。洗涤氰化物通常需要15~18h，1体积树脂约耗5体积水。洗液返回用于配制氰化液再供氰化处理用。
4. 吸附硫脲和解吸金
硫脲作为金的解吸剂，是它在解吸过程中与金结合生成稳定的络合离子进人溶液，这种络阳离子不会被阴离子交换树脂所吸附。硫脲是一种优于丙酮、甲醇、乙醇等有效的金、银解吸剂。硫脲在水中的溶解度约为90~100g/L，配制硫脲液一般使用返回液和洗水。当用清水配制时，应先往水中加人2~3%的硫酸，并加热溶液至50~60℃使硫脲溶解。
开始1.5~2.0体积的流出液中几乎不含金，也不含硫脲。为了获取富含金的贵液，往往将这部分流出液与后面解吸了金的洗液分开。将解吸金的洗液分成两部分，即金解吸后半部产出的贫金洗出液返回再作解吸液用，以便产出富金贵液。前半部产出的洗出液，也因未受后半部贫液的冲淡而成为含金富液。
金的解吸过程佳的解吸液为8-9%硫脲+2.5---3.0%硫酸的混合液。使用这种解吸液时，由于硫酸根离子的进入而破坏树脂相中的金络合物，然后生成带IF电荷的硫脲络金离子，并从树脂相中转入溶液。在解吸金后树脂完全转化为硫酸根离子型。
6. 洗涤硫脲
树脂经解吸金后，它的表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲液再用于解吸。通常1体积树脂需用3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲眠洗净，因为含硫脲眠的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成难溶的硫化物沉淀，而降低树脂的交换容量。
7. 碱处理
解吸后树脂，使用4~5树脂体积含3~4%氢氧化钠的溶液通过树脂，使树脂由SO42-型转化为OH一型。弃去。
8. 洗涤除碱
用清水洗去树脂颗粒间残存的碱液和树脂中残存的碱，淋洗到出水pH为8~9，之后就可用于下一周期的吸附。

大孔吸附树脂在焦煤废水中去除COD的应用
SL501是一种于有机废水处理的大孔吸附树脂。SL501树脂是在特殊工艺条件下合成的大孔高分子有机聚合物，由于其特殊的孔径和网状结构的骨架，SL501树脂对有机废水中的有机物去除性能好，具有吸附容量高、去除率高、洗脱率高等优点。
在现有的工业环境下，水资源变得尤为宝贵，中水的回用成为工业生产的一个主要趋势。废水的回收处理都存在COD偏高、有机物难以处理等难题，争光SL501树脂性能的大孔吸附树脂，对有机废水中的有机物具有良好的吸附能力，吸附率可达80%以上，平均有机物去除率大于60%。由于其特殊的孔结构，还具有优良的洗脱性能，洗脱率高达90%以上。在废水处理过程中，SL501树脂对有机物吸附具有周期处理量高、有机物去除率高、洗脱性能好、周期重复性好等优点，非常适合焦煤废水等有机废水的回收处理。

二、理化性能指标
指标名称 指标
外观 白色球状颗粒
含水量 % 55～65
湿真密度 g/ml 1.03～1.10
湿视密度 g/ml 0.65～0.72
比表面积 m2/g 50～100
孔容 ml/g ≥0.65

三、使用参考指标

指标名称 参考值
适用pH范围 0～14
使用温度 ℃ ≤60
树脂层高 m 1.0～3.0
设计反洗空间 % 50～100
再生剂 2%NaOH＋4%NaCl
再生剂用量 m3/m3-R 3.0～4.0
再生流速m/h 3～5
再生接触时间 min 40～60
再生温度 ℃ ≤40
置换流速 m/h 3～5
置换时间 min ≥30
置换水用量 BV 1.5～2.0
淋洗流速 m/h 15～20
淋洗时间 min 10～20
淋洗终点 pH7～9
运行流速 m/h 7～10
运行终点
（出水COD达进水COD的百分率） ≥50%

四、应用工艺流程

五、运行时有机物去除率变化曲线

六、树脂的保管
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。

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

含酚废水主要来自石油化工厂、树脂厂、塑料厂、合成纤维厂、炼油厂和焦化厂等化工企业。它是水体的重要污染物之一，我国规定挥发酚的排放标准为0.5mg/L[1]。酚类化合物是一种原型质毒物，所有生物活性体均能产生毒性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁，也对动植物产生危害[2]。毫无疑问，含酚废水排入水体或用于灌溉均需经过治理处理，使之符合达到国家要求的排放标准。
处理含酚废水用较多的是活性炭吸附。本文研究了大孔吸附树脂处理含酚废水，大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很大的比表面积，通过范德华引力可从水中吸附有机溶质[3]，实现废水中有机物的富集和分离[4]。与其它方法相比，大孔树脂吸附法具有吸附效果好、脱附再生容易、性能稳定、适用范围宽、实用性好、可实现综合利用等特点，是处理含酚工业废水的有效方法。
2 试验部分
2.1仪器和试剂
2.1.1仪器：内径10mm玻璃吸附柱，721分光光度计，25mL磨口比色管
2.1.2试剂：A.R苯酚，A.R丙酮，4-氨基安替比林，铁氰化钾，浓氨水，氯化铵。
2.2实验过程
在吸附柱中加入10~11ml大孔吸附树脂，用10~20BV丙酮慢速淋洗树脂，淋洗液与水混合后无明显的油珠滴，则证明树脂已洗净，再用10~20BV的去离子水淋洗树脂，排尽气泡。以浓度为6500mg/L的苯酚水以流速为3.0~3.5ml/h的速度通过吸附柱，分段检测流出液苯酚的浓度。当接近吸附终点时，每次分析的流出液的体积应为5~2ml。当流出液苯酚浓度达到10mg/L时为吸附终点。树脂失效后，进行再生，用纯水以2BV/h的流速将残留苯酚洗出，清洗五个树脂床层后，用2倍树脂体积4%的氢氧化钠溶液进行洗脱，收集洗脱液。
2.3实验结果
不同周期吸附数据见表1，吸附曲线见图1；不同周期的吸附容量、洗脱量和解析率见表2。
表1 不同周期流出液中苯酚浓度（mg/ml）及树脂吸附酚量（g/L-R）
处理量（BV）
周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36
周期 0 0 0 0 0 0.05
第二周期 0 0 0 0 0 0.08
第三周期 0 0 0 0 0 0.12
第四周期 0 0 0 0 0 0.13
第五周期 0 0 0 0 0 0.13



图1 不同周期流出液中苯酚浓度（mg/ml）变化曲线

表2 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率

项目
周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 97.5 97.0 99.5
第二周期 97.5 95.8 98.3
第三周期 95.7 94.6 98.9
第四周期 95.5 94.2 98.6
第五周期 95.5 94.5 99.0

2.4数据分析
从五个周期的试验数据来看，SL300树脂对苯酚吸附容量高达100g/L-R。五个周期的运行结果基本一样，说明SL300树脂的重复性好、洗脱率高。SL300作为一种大孔吸附树脂，具有特殊的孔结构和比表面积，非常适合吸附酚类物质。经洗脱后，此树脂可重使用。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。
2 应用实例
常州永泰兴化工公司采用烷氧基化法生产对硝基苯乙(甲)醚，经还原制得对氨基苯乙(甲)醚，在生产过程中由于有副反应存在，产生大量的含酚废水。国内外有大量的报导采用大孔吸附树脂处理含酚废水，大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团,具有大孔结构的高分子吸附剂。理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,对有机物有浓缩、分离的作用,且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。其吸附性能与活性炭相似,与范德华力或氢键有关。同时,网状结构和高比表面积,使得其具有筛选性能。了解到可采用大孔吸附树脂代替活性碳处理含酚废水，该公司经过大量应用对比试验，终选用SL300树脂处理该废水。
2.1 试验情况
该系统交换器装填5m3大孔吸附剂SL300，废水pH=5，运行流速5～7BV／h，温度90～100℃下吸附，经处理的废水中对酚浓度可从2500～5000mg／L下降到5mg／L以下，以10%氢氧化钠溶液为洗脱剂，解吸流速1～2BV／h，50℃解吸，对酚的回收率可达90％以上，回收产品的质量较好，可加以综合利用。
SL300树脂实际应用的废水中酚浓度为4500～5000mg／L，不同周期吸酚数据见表3，吸附曲线见图2；不同周期的吸附容量、洗脱量和洗脱率见表4。

表3 不同周期流出液中苯酚浓度（g/ml）及树脂吸附酚量（g/L-R）
处理量（BV）
周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36 42 48 54
周期 0 0 0 0 0 1.5 2.7 3.2 5.7
第二周期 0 0 0 0.1 0.5 1.2 2.3 3.4 6.2
第三周期 0 0 0 0.1 0.4 1.6 2.7 3.2 5.9
第四周期 0 0 0 0.1 0.4 1.5 2.9 3.8 6.7
第五周期 0 0 0 0.2 0.5 1.5 2.6 4.0 6.9



图2 不同周期流出液中苯酚浓度（g/L）变化曲线


表4 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率

项目
周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 92.6 87.0 94.0
第二周期 93.1 89.2 95.8
第三周期 91.5 86.3 94.3
第四周期 90.6 85.6 94.5
第五周期 89.6 85.5 95.4
2.2 试验树脂性能评价
为了观察树脂应用于实际生产中性能变化，在两年的生产中我们对树脂取样进行分析检测，同时与新树脂的性能进行对比。试验结果见表5。
表5 SL300运行初期和运行两年性能对比
指标名称 新树脂 运行1年 运行2年
含水量 % 59.2 61.5 63.8
比表面积 m2/g 1753 1679 1652
磨后圆球率 % 98.6 93.6 90.6
粒度范围 (0.315~1.25mm) % 98.6 96.3 94.8
有效粒径 mm 0.56 0.53 0.50
均一系数 1.32 1.37 1.41
从上表看，SL300树脂在运行两年来，树脂的性能基本上没有发生大的变化，说明树脂在使用一年后树脂交换能力基本上还保持新树脂的能力。树脂有效粒径有所降低，这是因为树脂在使用一年后，由于受转型体积发生变化以及树脂在反洗冲洗过程中的影响，树脂难免会受到磨损，少量的树脂颗粒变细。树脂的磨后圆球率下降幅度仅为4.96%，树脂仍保持圆球状，说明SL300整体的强度并没有发生很大变化。SL300树脂使用两年后，其性能基本上没有发生变化，还完全可以用于实际生产。

3 结论
综合SL300树脂对含酚废水的吸附和洗脱试验以及树脂在现场使用两年后性能的变化，可以得出以下结论：
3.1采用大孔吸附树脂可以很好地处理含酚废水。树脂对酚的吸附选择性很高，吸附率通常大于99％，COD明显降低。废水经吸附后，一般都可达标，且不产生二次污染。用稀碱或有机溶剂脱附，洗脱率可达95％以上，且脱附高峰集中，无拖尾现象。
3.2吸附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，可在150℃以下长期使用，在正常情况下，树脂年损耗率小于5％。
3.3此法可富集回收其中大部分酚类产品或原料，与其它方法相比，此法工艺简单，不需要特殊设备，技术容易掌握，可实现自动化。装置运转过程中热能、电能消耗较低，通常回收产品的价值可与处理装置的运转费用相当，有的尚有盈余。使用大孔吸附树脂既可以很好地处理含酚废水，保护环境，又能回收产品，变废为宝，具有很好的经济效益和社会效益。