離子交換樹脂的活化
更新時間：2024-04-26 點(diǎn)擊次數(shù)：67次
一、 常規(guī)的活化處理
離子交換樹脂使用一段時間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進(jìn)行活化處理，用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來的組成和性能。在實(shí)際運(yùn)用中，為降低活化費(fèi)用，要適當(dāng)控制活化劑用量，使樹脂的性能恢復(fù)到經(jīng)濟(jì)合理的活化水平，通?？刂菩阅芑謴?fù)程度為 70～80% 。如果要達(dá)到更高的活化水平，則活化劑量要大量增加，活化劑的利用率則下降。
樹脂的活化應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性，以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，選擇適當(dāng)?shù)幕罨巹┖凸ぷ鳁l件。
樹脂的活化特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性樹脂的活化比較困難，需用活化劑量比理論值高相當(dāng)多；而弱酸性或弱堿性樹脂則較易活化，所用活化劑量只需稍多于理論值。此外，大孔型和交聯(lián)度低的樹脂較易活化，而凝膠型和交聯(lián)度高的樹脂則要較長的活化反應(yīng)時間。
活化劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型來選用，并適當(dāng)?shù)剡x擇價格較低的酸、堿或鹽。例如：鈉型強(qiáng)酸性陽樹脂可用 10%NaCl 溶液活化，用藥量為其交換容量的 2 倍 (用NaCl 量為117g/ l 樹脂 )；氫型強(qiáng)酸性樹脂用強(qiáng)酸活化，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀物。為此，宜先通入 1～2% 的稀硫酸活化。
氯型強(qiáng)堿性樹脂，主要以 NaCl 溶液來活化，但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機(jī)物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的堿鹽液活化，常規(guī)用量為每升樹脂用150～ 200g NaCl ，及 3～4g NaOH。 OH 型強(qiáng)堿陰樹脂則用 4%NaOH 溶液活化。
樹脂活化時的化學(xué)反應(yīng)是樹脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理，提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)的濃度，可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行，故提高活化液濃度可加速活化反應(yīng)，并達(dá)到較高的活化水平。
為加速活化化學(xué)反應(yīng)，通常先將活化液加熱 70～80℃。它通過樹脂的流速一般為 1～ 2 BV/h 。也可采用先快后慢的方法，以充分發(fā)揮活化劑的效能。活化時間約為一小時。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時 ( 水量約4BV) ，待洗水排清之后，再用水反洗，洗出液無色、無混濁為止。
一些樹脂在活化和反洗之后，要調(diào)校 pH 值。因?yàn)榛罨撼：袎A，樹脂活化后即使經(jīng)水洗，也常帶堿性。而一些脫色樹脂 (特別是弱堿性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH 值下降6左右，再用水正洗，反洗各一次。
樹脂在使用較長時間后，由于它所吸附的一部分雜質(zhì) ( 特別是大分子有機(jī)膠體物質(zhì) ) 不易被常規(guī)的活化處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉；陰離子樹脂受有機(jī)物污染，可提高堿鹽溶液中的 NaOH 濃度0.5～1.0%，以溶解有機(jī)物。
二、特殊的活化處理
污染較嚴(yán)重的樹脂，可用酸或堿性食鹽溶液反復(fù)處理，如先用 10%NaCl +1%NaOH 堿鹽溶液溶解有機(jī)物，再用 4%HCl 或分別用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解無機(jī)物，隨后再用 10%NaCl +1%NaOH 處理，在約 70℃下進(jìn)行。
如果上述處理的效果未達(dá)要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂后，通入濃度為 0.5% 的次氯酸鈉溶液，控制流速 2～4BV/h ，通過量 10～20BV ，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。應(yīng)當(dāng)注意，氧化處理可能將樹脂結(jié)構(gòu)中的大分子的連接鍵氧化，造成樹脂的降解，膨脹度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用 50 周期后才進(jìn)行一次氧化處理。由于氯型樹脂有較強(qiáng)的耐氧化性，故樹脂在氧化處理前應(yīng)用鹽水處理，變?yōu)槁刃?，這還可避免處理過程中的 pH 值變化，并使氧化作用比較穩(wěn)定。
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