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吸附重金属树脂，镍螯合树脂工作原理

树脂吸附重金属目前应用广泛，目前重金属种类繁多，选择性的镍螯合树脂越加受到青睐。

螯合树脂工作原理Tulsion? CH-90 是一款具有非常耐久的巨孔状的选择性螯合树脂，是一款适用于制程或废水中从一价金属离子中选择性的去除二价金属离子的应用，二价金属离子可以很容易的与单价金属离子分离, 。吸附的选择性可以通过调整PH值得以实现，吸附铜镍铅锌钴镉铁锰的螯合树脂是特定的二价金属离子的去除, 在电镀及金属酸洗, 水解冶金; 电池制造业的铅去除, 电子业等应用受到一致推广。

由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态，达到除重金属的目的。例如，废水处理过程中，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。

废水处理除重金属的方法是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。这些废水处理方法应根据废水水质、水量等情况单或组合使用。

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离子交换树脂的物理特性

离子交换树脂的颗粒尺寸和有关的物理性质对它的工作和性能有很大影响。

树脂颗粒尺寸

离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒，它的尺寸也很重要。树脂颗粒较细者，反应速度较大，但细颗粒对液体通过的阻力较大，需要较高的工作压力;特别是浓糖液粘度高，这种影响更显著。因此，树脂颗粒的大小应选择适当。如果树脂粒径在0.2mm(约为70目)以下，会明显增大流体通过的阻力，降低流量和生产能力。

树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法，将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分，累计其在20、30、40、50……目筛网上的留存量，以90%粒子可以通过其相对应的筛孔直径，称为树脂的“有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径在0.4～0.6mm之间。

树脂颗粒是否均匀以均匀系数表示。它是在测定树脂的“有效粒径”取累计留存量为40%粒子，相对应的筛孔直径与有效粒径的比例。如一种树脂(IR-120)的有效粒径为0.4～0.6mm，它在20目筛、30目筛及40目筛上留存粒子分别为：18.3%、41.1%、及31.3%，则计算得均匀系数为2.0。

树脂的密度

树脂在干燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常，交联度高的树脂的密度较高，强酸性或强碱性树脂的密度弱酸或弱碱性者，而大孔型树脂的密度则较低。

树脂的溶解性

离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质，及树脂分解生成的物质，会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大。

树脂的膨胀度

离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由Cl-转为OH-，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时，考虑树脂的膨胀度，以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。

树脂的性

树脂颗粒使用时有转移、摩擦、膨胀和收缩等变化，长期使用后会有少量损耗和破碎，故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常，交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生。


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离子交换树脂如何进行污染处理

一、悬浮物的污堵及处理

原水中的悬浮物会堵塞树脂层中的孔隙，从而增大其水流阻力，增大运行压降，也会覆盖在树脂颗粒的表面，因而降低树脂的工作交换容量。

为防止悬浮物的污堵，主要是加强对原水的预处理，以降低水中悬浮物的含量。为清除积聚在树脂层中的悬浮物，可采用增加反洗次数和时间或使用压缩空气擦洗等方法。

常用化学除盐系统对进水悬浮物的要求一般如下：

化学除盐单元悬浮物(mg/L)强酸阳(顺流再生)< 5强酸阳(对流再生)< 2强酸阳(浮床)< 2强酸阳(顺流)→强酸阳(浮床)< 5阳双层床、双室床< 2阳双室浮床< 2弱酸阳(顺流)→强酸阳(顺流)< 5弱酸阳(顺流)→强酸阳(浮床)< 5

二、铁的污染及处理：

阳、阴树脂都可能发生铁的污染。被污染树脂的外观为深棕色，严重时可以变为黑色。一般情况下，每100g树脂中的含铁量超过150mg时，就应进行处理。铁的存在会加速阴树脂的降解。

阳树脂使用中，原水带入的铁离子，大部分以Fe2+存在，它们被树脂吸收以后，部分被氧化为Fe3+，再生时不能完全被H+交换出来，因而滞留于树脂中造成铁的污染。使用铁盐作为混凝剂时，部分矾花带入阳床，过滤作用使之积聚在树脂层表面，再生时，酸液溶解了矾花，使之成为Fe3+，部分被阳树脂所吸收，造成铁的污染。工业盐酸中的大量Fe3+，也会对树脂造成一定的铁污染。用于钠离子交换的阳树脂更容易受到铁的污染。

阴树脂中的铁含量有时会比阳树脂的大许多倍。阴树脂的铁主要来源于再生液。一般隔膜法生产的烧碱，其中含有0.01%~0.03%的Fe2O3，同时，还含有6~7mg/L的NaClO3。这样的烧碱在贮存和输送过程中与铁容器、管道(无防腐层)接触，将生成高铁酸盐(FeO4)。高铁酸盐随碱液进入阴床后，因pH值的降低，将发生分解，其反应式如下：

2FeO42- + 10H+ → 2Fe3+ + 2/3 O2 + 5 H2O

Fe3+进一步生成Fe(OH)3，附着于阴树脂颗粒上，造成铁的污染。

树脂遭受铁的污染以后，在一般的再生过程中不能除去，用盐酸进行清洗。

常用的清洗方法是用10%HCl溶液，在进行此方法前，检查交换器设备的耐腐蚀性能，否则须用加抑制剂的盐酸。

将相当于树脂床体积0.5倍的10%HCl溶液从树脂床顶部进入(要考虑到树脂床内的残余存水，保持HCl溶液的浓度)，从树脂床底部疏出相当于床内残余存水的水量，将溶液搅拌，并与树脂接触12小时。疏出酸液，自上而下淋洗，然后反洗30分钟，除去疏松物质，再将树脂床再生后即可投运。

防止树脂发生铁污染的措施有：

1. 减少阳床进水的含铁量。对含铁量高的地下水应先经过曝气处理及锰砂过滤除铁。对含铁量高的地表水或使用铁盐作为凝聚剂时，应添加碱性药剂，如Ca(OH)2或NaOH，提高水的pH值，防止铁离子带入阳床。

2. 对输送高含铁量原水的管道及贮槽应考虑采取必要的防腐措施，以减少原水的铁含量。

3. 阴床再生用烧碱的贮槽及输送管道应采取衬胶防腐，以减少碱再生液的含铁量。

4. 当树脂的含铁量超过150g/gR时，应进行酸洗。

三、硫酸钙的污染及处理：

使用硫酸再生钙型阳树脂时，如果再生液的浓度过高，或流速过慢，在靠近树脂颗粒处，再生出的Ca2+与溶液中的SO42-浓度超过CaSO4的溶度积就会产生CaSO4沉淀，并附在树脂颗粒上，不仅再生后清洗困难，洗出液中总有硬度，影响离子交换反应的进行，运行中还会溶于出水中，使硬度含量增加，降低阳床的交换量。

硫酸钙在25℃时的溶度积为2000ppm，随温度增高溶解度减小，因此很难除去。

防止硫酸钙沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的浓度，二是加快再生液的流速。也可采用分步再生方法，使再生液浓度逐步加大，再生流速逐步减慢。

一旦发现树脂中与硫酸钙沉淀时，目前常用的方法是先以大量软水进行反洗，然后再用~10 % HCl(3个床体积)以2.0 L / h / L反复清洗，但须注意HCl及硫酸钙的溶解速度很慢，因此须多次清洗。

另一方法是用EDTA钠盐，但价格很高，且是放热反应，使用时须注意。

四、硅的污染及处理：

硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中，尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中，其结果往往导致阴离子交换器除硅效率下降。

阴床的强碱树脂再生不当、失效的树脂未及时再生或阴树脂再生不，会发生硅酸在树脂颗粒内部聚合的现象，而难以再生，这种现象是硅在树脂内的积聚，不属于硅的污染。硅的污染是指再生过程中，已从树脂上再生出来的硅酸盐，由于再生液pH值的降低，大量的硅酸以胶体状态析出，严重时再生液可以变成胶冻状，被覆于树脂表面，影响树脂的交换容量，并造成出水SiO2含量增高。

顺流再生固定床和移动床一般不会发生硅的污染。硅的污染主要发生于原水中硅的含量与总阴离子含量(不包括碱度)比值高的对流再生单床，尤其是在弱、强型阴离子交换树脂联合应用的设备和系统中。

清洗二氧化硅污染可用烧碱，建议用量为130 ~ 160 g/L，浓度为2.0 %，处理温度为50℃~60℃。树脂床须先浸泡，如条件不允许，可将溶液以2个床体积/小时的流速通过树脂床，这方法的关键是保持较高温度及接触时间。

防止硅污染的主要措施有：

1. 阴床失效后要及时再生，不在失效态备用。

2. 再生碱液应加热，Ⅰ型树脂不40℃，Ⅱ型树脂不35℃。

3. 降低再生液的浓度至2 % NaOH。

4. 再生液的流速不低于5 m / h，但应保持进再生液的时间不少于30min。

5. 联合应用系统中要从设计上弱型树脂先失效。

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