2022年2022年离子交换树脂的使用说 .pdf

离 子 交 换 树 脂 的 使 用 说 明一、贮存与运输离子交换树脂一般是在充分膨胀、湿润的球粒状态下供应，在贮存、运输过程中要保持包装完好无损，避免树脂脱水、冻裂及污染。不能露天存放，存放处的温度为040，当存放处温度稍低于 0时，应向包装内加入澄清的饱和食盐水，浸泡树脂。此外，当存放处温度过高时，不但使树脂易于脱水，还会加速阴树脂的降解。一旦树脂失水，使用时不能直接加水，可用澄清的饱和食盐水浸泡，然后再逐步加水稀释，洗去盐分，贮存期间应使其保持湿润。二、脱水树脂复苏树脂干燥失水是最大危险之一，失水树脂用 10% 食盐水浸泡 12 小时，然后稀释，再投入使用，以防止树脂水合急剧膨胀而破损。三、树脂鉴别使用单位存放树脂和填装时发生混淆，必须鉴别，确认后，投入装置，以充分发挥树脂的工作性能。1、鉴别 0017 和 2017 两种树脂，可以利用湿真密度不同而区别，取一点树脂放入饱和食盐盐水中，浮在上面的是2017 阴树脂，下沉的则是0017 阳树脂。2、鉴别强弱型阳树脂，一是外观，强酸性阳树脂为棕黄色，弱酸性阳树脂为乳白色或淡黄色，二是用转型膨胀率判断，阳树脂用盐酸转为H型，再用烧碱转为 Na型，是其体积膨胀，弱酸性树脂明显大于强酸性树脂。3、鉴别强弱型阴树脂， 可以利用加酚酞的氢氧化钠浸泡10min，用无离子水洗净后， 强型阴树脂呈紫色，大孔强型阴树脂呈粉红色，弱型阴树脂不变色。四、树脂预处理将准备装柱使用的新树脂，先用热水（清洁的自来水也可）反复清洗，阳离子交换树脂可用 7080的热水，阴离子交换树脂的而热性能较差一些，可用5060热水。开始浸洗时，每隔 15分钟换水一次，浸洗时要不时搅动，换水45 次后，可隔约 30 分钟换水一次，总共换水 78 次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫很少时为止。水洗后，再经酸碱处理，阳离子交换树脂可按下述步骤处理：1、用 1N盐酸缓慢流过树脂，用量约为强酸阳树脂体积的23 倍，弱酸阳树脂体积的35 倍，每小时 1.5 倍床层体积流过。2、用水冲洗，出水PH为 5 左右，用 3 倍树脂体积 5% 的 NaCl溶液流过树脂，流速与1 相同。3、用 1NNaOH 流过树脂，用量及流速与1 相同。4、用水冲洗至出水PH为 9 左右。5、用 1N盐酸或硫酸，将树脂转成H-型，用量为树脂体积的35 倍，流速与 1 相同。6、酸流完后，用去离子水冲洗至出水PH值为 6 以上时，即可投入使用。对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序，可采用碱酸碱次序，酸、碱用量及流速，与阳树脂相对应，弱碱阴树脂与弱酸阳树脂相对应。五、离子交换树脂的复活处理1、铁污染：树脂被铁污染后，颜色变深甚至发黑，可以用二倍树脂体积10% 的盐酸，以约0.6m/h 流速通过树脂层，然后用同样流速 40的清水清洗，最后用过量的 NaOH 再生 （阳树脂）。2、硅污染：被树脂吸附的硅酸，在低PH的条件下，容易聚合为高聚物沉淀于树脂中，可用 4050，6% 8%NaOH 溶液浸泡，再用清水洗，为避免硅污染，应适当提高再生剂的浓度和温度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3、有机物污染：阴树脂很容易被水中的有机物污染，使树脂变色发黑，水的电导上升，PH值下降，功效降低，这样可用10倍树脂体积，温度为40的 8% 的 NaCl和 4% 的 NaOH 混合液，以 0.6m/h 的流速通过树脂层，或采用浸泡24h，可获得较好的复苏效果。新树脂的处理和贮存一、新树脂的处理离子交换树脂的工业产品中，常含有少量低聚合物和未参与聚合或缩合反应的单体。当树脂与水、酸、碱或其他溶液接触时，上述物质就会转入溶液中，影响出水水质。除了这些有机物外，树脂中还往往含有铁、铅、铜等无机杂质。因此，在对水质要求较高的时候，新树脂在使用前必须进行处理，以除去树脂中的可溶性杂质。新树脂在用药剂处理前，必须首先用水使树脂充分膨胀。然后，对其中的无机杂质（主要为铁的化合物）可用稀盐酸除去；有机杂质可用稀氢氧化钠溶液除去。但如果树脂在运输或贮存过程中脱了水，则不能将其直接放入水中，以防止树脂因急剧膨胀而破裂，应先把树脂放在10%食盐水中浸泡一定时间后，再用水稀释使树脂缓慢膨胀到最大体积。热力发电厂中用作水处理的树脂量都比较大，所以宜在离子交换设备中进行处理。具体的处理方法如下：1、脱水树脂的食盐水处理将树脂装入交换器中， 用大于树脂体积的10% NaCl 溶液浸泡树脂 12h。浸泡完后放掉食盐水，用水冲洗树脂，直至排出的水不呈黄色为止，然后最好再进行反洗。以除去混在树脂中的机械杂质和细碎树脂粉末。2、阳树脂的预处理将阳树脂浸泡于 2%4%NaOH 溶液中，经 48h后进行小流量反洗，至排水澄清、耗氧量稳定为止，然后再浸泡于5%HCl 溶液中，经 48h 后进行正洗，至排水Cl-含量与进水相接近为止。3、阴树脂的预处理将阴树脂浸泡于 5%HCl 溶液中，经 48h 后，用氢离子交换器出水进行小流量反洗，至排水 Cl-含量与进水相接为止。 然后再用 4% NaOH 溶液浸泡， 经 48h 后进行正洗，至排水接近中性为止。新树脂经上述处理后，它的稳定性会显著提高。二、树脂的贮存如需长期贮存树脂时， 最好把树脂转变成盐型， 并浸泡在水中。 如贮存过程中树脂脱了水，也应先用浓（如 10%）食盐水浸泡，再逐渐稀释，以免树脂急剧膨胀而破碎。树脂在贮存处和运输过程中的温度不宜过高或过低，一般最高应不超过40；最低不得在0以下，以免冻裂。如冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水的浓度可根据具体气温条件而定。三、树脂的鉴别和分离1、树脂的鉴别在实际工作中，往往需要判别树脂的种类，现介绍一种简单的鉴别方法如下：第一步区分阳树脂和阴树脂。1）取树脂样品 2mL，置于 30mL 的试管中，用吸管吸去树脂层上部的水。2）加入 1mol/L HCl5mL ，摇动 12min，将上部清液吸去，这样重复操作23 次。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3）加入纯水清洗，摇动后，将上部清液吸去，重复操作23 次，以除去过剩的HCl。经上述操作后，阳树脂转变为H 型，阴树脂转变为Cl 型。4）加入已酸化的 10% CuSO4（其中含 1% H2SO4）5mL，摇动 1min，放置 5min。如树脂呈浅绿色，即为阳树脂，如树脂不变色则为阴树脂。H 型强酸性阳树脂与Cu2交换转变成 Cu型树脂而呈浅绿色。 H 型弱酸性阳树脂由于羧基和 Cu2能形成牢固的共价键，即使在酸性溶液中也能转变为Cu 型树脂，所以也呈浅绿色。强碱性阴树脂与 Cu2无作用，因此不变色，弱碱性阴树脂可以和Cu2络合，也呈浅绿色，但在酸性溶液中不能和Cu2络合，将 CuSO4溶液酸化，就是为了防止弱碱性阴树脂与Cu2络合，干扰对阳树脂的鉴别。由于弱酸性阳树脂的交换速度较慢，因此加CuSO4后，需放置一些时间，再进行观察。第二步，区分强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂。经第一步处理后的树脂如显浅绿色，则用纯水充分清洗后，加5mol/L NH3 H2O 溶液 2mL，摇动 1min，再用纯水充分清洗。如树脂转为深蓝色，则为强酸性阳树脂；如树脂颜色不变，则为弱酸性阳树脂。之所以认定转为深蓝色的树脂为强酸性树脂，是因为加 NH3 H2O 后，强酸性阳树脂颗粒中的 Cu2成为铜氨络离子 Cu(NH3)42，并仍被强酸性阳树脂吸着，因而使树脂呈深蓝色Cu(NH3)42为深蓝色。弱酸性阳树脂中的Cu2不转成 Cu(NH3)42，所以树脂仍为浅绿色。第三步，区分强碱性阴树脂和弱碱性阴树脂。经第一步处理后， 不变后的树脂即为阴树脂，再进行如下操作：1）加入 1mol/L NaOH 5mL ，摇动 1min 后，用倾泻法充分清洗。如入NaOH 是使阴树脂转成 OH 型，并清洗除去过剩的NaOH。2）加入酚酞 5 滴，摇动 1min，用纯水充分清洗，如树脂呈红色，则为强碱性阴树脂，这是由于 OH 型强碱性阴树脂能电离子OH-，充填在树脂颗粒的网孔中，因而呈强碱性，当酚酞渗入网孔中时，遇碱即显红色。弱碱性树脂由于电离的OH-少，碱性弱，所以酚酞渗入网孔时不变色。第四步，确定弱碱性树脂。加入酚酞后，树脂不变色，应为弱碱性阴树脂，为了进一步加以肯定，操作如下：1）加入 1mol/L HCl5mL ，摇动 1min，然后用纯水清洗 23 次。加 HCl 是使阴树脂转变为Cl 型，并洗去过剩的HCl。2）加入 5 滴甲基红（或甲基橙），摇动1min，并用纯水充分清洗，如树脂呈桃红色，则可确定为弱碱性阴树脂，如树脂不变色，则表示无离子交换能力，这是由于 Cl 型弱碱性阴树脂有水解作用，其反应如下：RCl + H2O ROH + HCl水解后， RCl 树脂网孔中的水呈酸性，因此当甲基红渗入树脂颗粒网孔中后即显桃红色（甲基橙在酸性溶液中显桃红色）。必须注意，上述操作是连续性的，不能只取其中一步就确定是某种树脂。例如，不能只做第四步就确定它是弱碱性阴树脂，因为 H 型的强酸或弱酸树脂， 其网孔中的水都呈酸性， 因此加甲基红都呈桃红色。2、不同树脂的分离在使用中，有时会碰到不同类型的树脂混合在一起，需要设法分离。树脂的分离常利用它们密度的不同，用自下而上的水流将它们分开。 或者将它们浸泡在一种具有一定密度的溶液中，利用它们浮、沉性能的不同而分开。如用饱和食盐水浸泡，则强碱性阴树脂会浮在上面，而强酸性阳树脂则沉于底部，如果混合的两种树脂密度差甚小，那么分离起来就比较困难。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -