树脂柱技术
离子交换柱

离子交换柱简介离子交换柱,又称为离子交换树脂柱,是一种常用的分离纯化技术。
它利用离子交换树脂上固有的离子交换能力,通过与溶液中的离子相互作用,以实现对目标离子的选择性吸附和洗脱。
离子交换柱广泛应用于药物、化学品、食品、环境监测等领域中,提供高纯度的产物。
原理离子交换柱是由内部填充有离子交换树脂的柱子构成。
离子交换树脂是一种高度内嵌有官能团的聚合物,具有良好的吸附和选择性洗脱性能。
树脂上的官能团可以与溶液中的离子发生静电作用,从而实现离子的分离。
离子交换柱的选择性取决于使用的离子交换树脂的官能团类型,树脂种类的选择应根据目标离子的特性和纯化要求来确定。
离子交换柱的操作主要包括吸附、洗脱和再生三个步骤。
在吸附步骤中,待纯化溶液通过离子交换柱,目标离子在树脂上发生吸附。
而非目标离子则通过柱体流出。
在洗脱步骤中,通过改变溶液的组成和pH值,将目标离子从树脂上洗脱下来。
再生步骤主要是通过向离子交换柱中加入适当的溶液来去除吸附在树脂上的杂质和非目标离子,使离子交换柱恢复至可再生使用的状态。
离子交换柱的应用离子交换柱广泛应用于各个领域的分离和纯化工艺中,以下是一些常见的应用领域:制药工业离子交换柱在药物制造过程中起到重要的作用。
它们可以用于分离和纯化药物前体、中间体和最终药物产品。
通过选择性吸附和洗脱,离子交换柱可以提供高纯度、高效率的药物产物。
此外,离子交换柱还可以用于药物水解、酸碱调节和过滤等操作。
化学品制造离子交换柱在化学品制造过程中也是不可或缺的。
它们可以用于分离和纯化有机合成产物,去除杂质和不纯物。
通过优化离子交换柱的选择和操作条件,可以得到高纯度的化学品产物,满足各种应用的要求。
食品工业离子交换柱在食品工业中的应用主要集中在食品添加剂的提取和纯化过程中。
例如,离子交换柱可以用于从食品中去除金属离子、防腐剂和色素等有害物质。
同时,它们还可以用于提取和分离食品添加剂,以获得高纯度的产品。
环境监测离子交换柱在环境监测中起着重要作用。
大孔树脂柱色谱

吸附量与上样溶液浓度符合Frendich和Angmur经典 吸附公式,即上样溶液浓度增加吸附量增加,但上样溶 液浓度增加有一定限度,即不能超过大孔吸附树脂的饱 和吸附容量。
3 大孔树脂分离效果的影响因素
3.3 吸附流速的影响
对于同一浓度的上样溶液,吸附流速过大, 树脂的吸附量就会降低;但吸附流速过小,吸 附时间就会增加。
在实际应用中,应综合考虑来确定最佳吸附 流速,既要使大孔吸附树脂的吸附效果好,又 要保证较高的工作效率。
3 大孔树脂分离效果的影响因素
3.4 洗脱溶剂性质的影响 3.4.1 洗脱溶剂种类的影响 根据被分离成分的性质及吸附分离环境选择适宜的 洗脱液种类进行洗脱和解吸。常用的方法是用低级醇、 酮或其水溶液解吸。 所选用的溶剂应符合两种要求:一种要求溶剂应能使 大孔网状吸附剂溶胀,这样可减弱溶质与吸附剂之间的 吸附力;另一种则要求所选用的溶剂应容易溶解吸附物。
目前,大孔吸附树脂广泛应用于废水处理、医药工 业、化学工业、分析化学、临床鉴定、工业脱色、环境 保护等领域。
2 大孔树脂的结构、性质与种类
2.2 大孔吸附树脂的结构和理化性质
大孔吸附树脂的 理化性质稳定, 骨架结构主要有 不溶于酸、碱及 大孔吸附树脂一 苯乙烯、丙烯酸 有机溶剂,对有 般为白色球状颗 脂、丙烯腈、异 机物选择性好, 粒,粒度为20-60 丁烯等,致孔剂 不受无机盐类及 目,宏观小球系 有甲苯、石蜡、 强离子、低分子 由许多彼此间存 汽油、煤油、碳 化合物存在的影 在孔穴的微观小 醇、聚乙烯醇等, 响,在水和有机 球组成。 分散剂有明胶等, 溶剂中可吸附溶 交联剂有二乙烯 剂而膨胀。 苯等
1 大孔吸附树脂法的基本原理
工业化的大孔吸附柱色谱设备
1 大孔吸附树脂法的基本原理
树脂的装柱操作方法

树脂的装柱操作方法
树脂的装柱操作方法可以分为以下几个步骤:
1. 准备工作:选择合适的树脂,并将其加入柱子中。
确保树脂与柱子的尺寸和形状相匹配。
2. 预处理柱子:将柱子进行预处理,例如用溶剂进行洗涤和去除可能存在的污染物。
3. 填充树脂:将树脂填充到柱子中。
可以使用注射器或者喷涂器等工具来进行填充。
确保树脂填充均匀,避免出现空隙。
4. 树脂固化:如果使用的是固化型树脂,将填充好的树脂进行固化。
根据树脂的特性,可以选择适当的固化条件,如温度和时间等。
5. 后处理:将固化后的树脂柱进行后处理。
可能需要去除多余的树脂,修整柱子的形状和尺寸。
以上是一般树脂的装柱操作方法的基本步骤,具体操作方法可以根据树脂的种类和使用要求进行调整。
此外,进行树脂装柱操作时应注意安全,佩戴适当的防护设备,并根据树脂的性质进行合理的储存和处理。
阴离子交换柱的原理

阴离子交换柱的原理阴离子交换柱是一种用于离子交换和分离的实验室装置。
它的主要原理是在柱中放置了一定量的阴离子交换树脂,当样品通过这个树脂柱时,它会被分离成不同的离子并被捕获在树脂中。
在这个过程中,阴离子交换柱的化学成分起着非常重要的作用。
阴离子交换柱的树脂化学成分阴离子交换柱中的树脂通常是由含有具有阴离子交换能力的功能基团的高分子糖构成的。
这些功能基团通常是负电荷的,如四乙基铵-碘离子、季铵盐、醋酸树脂等。
这些阴离子交换树脂能够吸附和分离带正电电荷的阳离子,而不被带负电荷的阴离子所吸附。
阴离子交换柱的使用原理使用阴离子交换柱时,样品被加入到柱的顶端,逐渐渗透到树脂层。
在这个过程中,样品中的离子会与树脂中的阴离子交换基团发生化学反应,导致不同离子的分离。
离子和基团之间的反应通常是通过离子扩散的方式完成的,离子通过扩散到基团的表面,与基团发生反应并被捕获。
例如,在分离硫酸根离子和氯离子时,硫酸根会通过扩散到树脂表面与基团反应,而氯离子则会被吸附在树脂内部。
这种分离取决于离子的大小、电荷以及树脂的化学成分。
阴离子交换柱的应用阴离子交换柱广泛应用于分离和提纯有机物和无机物。
它们常用于化学、生物和制药实验室中进行离子层析、蛋白质和酶的纯化。
此外,它们还可以用来分离和确定水中的无机污染物或存在于食品中的各种添加剂。
阴离子交换柱的优势与其他分离和纯化技术相比,阴离子交换柱具有许多优势。
它们可以实现高效的分离和提纯,在分离分子尺寸非常接近时仍然可以实现良好的分离效果,同时还可以量化分离的目标物。
总结阴离子交换柱是一种重要的实验室装置,其原理是利用阴离子交换树脂分离和捕捉离子。
柱内的树脂具有特定的化学成分和电荷特性,可与待分离的离子发生化学反应,从而实现分离和纯化。
阴离子交换柱广泛应用于化学、生物、制药和食品行业,其优势在于高效的分离,良好的分离效果和量化分离的目标物。
装柱知识

通常将树脂装于圆筒形的树脂柱中,溶液连续地通过。
树脂柱内装载树脂的体积称为床容积(bed volume),简写为BV。
工业用的树脂柱的床容积通常由1~10m3,也有较小或较大的。
这是树脂柱的基本单位,它工作时的各种物料量都以BV为单位。
例如溶液通过树脂柱的流量速度为2~4BV/h,即每小时通过溶液的体积为树脂床容积的2~4倍。
树脂的处理能力亦常以BV为单位计算。
流量bv :单位时间某断面(横截面)的水(液体)流量。
流速bv/h:单位时间水(液体)中一个质点移动的距离。
装柱子过程:(1)将层析柱垂直固定在铁架台上,关闭活塞,在柱中加入约3cm高的蒸馏水。
(2)用烧杯将大孔树脂水浆液一次性均匀倒入层析柱中,倒入树脂的同时用玻棒搅拌大孔树脂浆液,并不断加入蒸馏水。
(3)把过量的水从柱底部放出,保持水面高于树脂层面3cm以上,直到树脂转移完毕。
(4)待所有树脂转移完毕后,继续往柱中加蒸馏水,持续30min3.2树脂预处理方法(1)乙醇浸泡:称取适量大孔吸附树脂,加入95%以上的乙醇浸泡24小时,乙醇液面应高于树脂上表面3-5厘米。
然后装入35×50mm 层析柱中。
(2)醇洗:用2BV(BV:指树脂床体积)乙醇以2BV/h的流速冲洗大孔树脂,洗至流出液加三倍量水不呈白色浑浊为止。
并以水以同样流速冲洗树脂,至流出液无醇味。
(3)酸洗:用2BV2%盐酸浸泡2~4小时,并以4~6BV/h流速淋洗树脂,然后用水以同样流速洗至流出液pH中性。
(4)碱洗:用2BV树脂床体积的2%NaOH水溶液淋洗树脂,流速与酸洗相同。
然后用水以同样流速洗至流出液pH中性。
(5)树脂连续使用不必再进行预处理,停用时间过长,应考虑重新预处理。
停用前要充分解吸,洗净,并以大于10%食盐溶液浸泡,以避免细菌在树脂中繁殖。
丙烯酸树脂与镍离子交换

丙烯酸树脂与镍离子交换
丙烯酸树脂与镍离子交换主要应用于离子交换柱层析技术。
在该技术中,丙烯酸树脂作为固定相,镍离子作为流动相,通过树脂与镍离子的交换作用,可以实现对样品中金属离子的分离和提纯。
以下是丙烯酸树脂与镍离子交换的简要步骤:
1. 准备丙烯酸树脂柱:将丙烯酸树脂装填到层析柱中,并用水或其他适当溶剂冲洗,以去除柱内的杂质。
2. 样品处理:将待分离的样品溶解在适当的溶剂中,然后加入镍离子缓冲液。
3. 进样:将处理后的样品溶液引入丙烯酸树脂柱,通过镍离子与树脂的交换作用,实现样品的分离。
4. 洗脱:采用适当浓度的缓冲液洗脱柱子,以去除未吸附的杂质。
在洗脱过程中,可以根据需要调整缓冲液的组成和流速,以优化分离效果。
5. 检测与收集:利用检测器对洗脱液中的镍离子进行检测,根据检测信号收集目标组分。
6. 分析结果:对收集到的组分进行进一步的分析,如定量分析、纯度评估等。
丙烯酸树脂与镍离子交换在实际应用中具有以下优点:
1. 分离效果好:丙烯酸树脂具有较高的交换容量和选择性,可以实现对镍离子的有效分离。
2. 操作简便:采用柱层析技术,可以简化实验操作,提高实验效率。
3. 成本较低:丙烯酸树脂具有较强的经济性,可用于大规模生产和中试规模的分离提纯。
4. 可再生利用:丙烯酸树脂具有较好的再生性能,经过处理后可以重复使用,降低废弃物产生。
需要注意的是,在实际操作过程中,应根据样品的特性和实验要求,选择合适的丙烯酸树脂、缓冲液和实验条件,以达到最佳的分离效果。
亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱

【1】亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱:解密高效分离和富集技术【2】亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱可谓是分析化学领域中一种极具价值的工具,它的应用范围广泛,能够有效地进行样品富集和分离,受到了广泛的关注和认可。
在本文中,我们将从深度和广度两个方面来探讨亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱的工作原理、应用特点以及在分析化学领域中的重要作用。
【3】工作原理亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱是一种固定有亚氨基二乙酸官能团的固相材料,其固定相能够与某些特定的离子或分子发生特定的化学反应,从而实现分离和富集。
树脂上的亚氨基二乙酸官能团能够与金属离子形成络合物,从而实现对金属离子的富集和分离。
这种特定的化学反应为样品的富集和分离提供了可靠的基础,使其具有高效、选择性和灵敏度高的特点。
【4】应用特点亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱具有很多突出的应用特点。
它能够实现对目标分子的高效富集和分离,对样品中的目标成分进行有效提取。
它具有较高的选择性,能够将目标分子与干扰物质有效区分,避免了干扰物质的影响,从而提高了分析结果的准确性和可靠性。
亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱还具有灵敏度高、反应时间短、操作简便等特点,能够满足分析化学领域中对样品富集和分离的高要求。
【5】在分析化学领域中的作用亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱在分析化学领域中扮演着十分重要的角色。
它常常被用于环境监测、食品安全检测、生物医药分析等多个领域。
在环境监测中,亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱可用于富集水样中的重金属离子,达到对微量有害物质的高效检测和分离;在食品安全检测中,它能够对食品中的有害残留物质进行富集和分离,保障食品质量和人体健康。
亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱在分析化学领域中具有着不可替代的重要作用。
【6】个人观点和理解亚氨基二乙酸型树脂固相萃取柱作为一种高效的分离和富集技术,对于提高分析化学领域中样品分离和富集的效率和准确性起到了至关重要的作用。
其特有的工作原理和应用特点使其成为分析化学领域中不可或缺的重要工具。
几种金属离子的柱色谱实验原理

几种金属离子的柱色谱实验原理
柱色谱是一种广泛使用的分离技术,它可以用于分离和纯化各种有机
和无机化合物,如氨基酸、脂肪酸、药物、糖类等。
柱色谱法是基于样品
分子在柱中不同相之间的分配系数而实现分离的。
金属离子是一类常见的分离样品,其中常见的金属离子有铜、铁、铅、锌、镉等。
下面将介绍几种金属离子的柱色谱实验原理。
铜离子柱色谱实验首先需要准备一个阴离子交换树脂柱。
样品溶液通
过树脂柱时,树脂表面吸附了铜离子,而其他离子则被阻滞或绕过树脂柱,从而达到分离铜离子的目的。
铁离子柱色谱实验采用弱阳离子交换树脂列柱进行分离。
基本原理是
将弱酸性离子交换树脂柱与含有铁离子的样品溶液接触,铁离子会被吸附
在树脂表面过程中,而其他离子则会被阻滞或绕过柱子,最终从柱中出来,从而实现铁离子的分离。
铅离子柱色谱实验需要采用离子交换树脂柱进行分离。
针对铅离子,
常采用高亲和性强酸性阳离子交换树脂柱进行吸附分离。
锌离子柱色谱实验可以采用阴离子交换树脂柱。
阴离子交换树脂表面
会导致样品中的阴离子和树脂发生吸附,从而导致样品中的锌离子与阴离
子交换,锌离子得以从溶液中分离。
镉离子的分离也可以采用阴离子交换树脂柱。
操作原理与锌离子类似。
阴离子交换树脂柱表面吸附了样品中的镉离子,从而达到分离的目的。
总之,柱色谱是一种非常有效的分离技术,通过选择不同的柱和检测方法,可以分离几乎所有类型的化合物。
在金属离子的柱色谱实验中,选择适当的柱可以实现有效的分离,并广泛应用于环境、食品等领域。
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1、离子交换树脂柱离子交换树脂是放置在树脂柱中进行工作的,这有利于发挥它的功能,并便于再生。
国外糖厂树脂柱的有效容积(装载树脂量)一般为3~10m3,直径2.3~3.3m,高3.3~4m,树脂床的高度0.6~2m。
树脂柱为立式圆筒形结构,两端密封,能承受一定的工作压力。
它通常用钢板焊接制成,内壁整体衬上耐酸、碱的橡胶层,小型树脂柱可全用不锈钢制造。
树脂柱总高度约为树脂层的两倍,以备树脂工作时体积膨胀和防止反洗时树脂被冲走。
如果树脂的粒度较大,对通过液体的阻力较小,树脂层可较高,并相应缩小柱体的直径。
但如树脂粒度较细,对液体的阻力较大,则树脂层不宜高,以免影响液体的通过,降低它的生产能力。
有些装载细颗粒树脂的柱,树脂层的高度只约0.8m,但它的工作周期时间亦较短。
树脂柱的底部装上细孔平板及筛网,树脂放置在筛网之上。
一种设计采用三层筛网,分别为60、20、10目,也有采用70目筛,以适应颗粒较小的树脂。
有些设计不用筛网,在底部装设有大量微缝小孔的分配器,汇集从树脂床流出的液体。
在树脂柱的顶部,装有糖浆入料管及入料分配器,进入的糖浆经过它均匀分布,然后向下通过树脂层,在底部集中排出。
在树脂层的上方还有另一套分配器,连接洗水管及再生溶液管,洗水与再生液分别从该处进入,从上向下通过树脂层,到底部排出。
底部分配器还连接反冲洗水管,当树脂反洗时,从底部进水,均匀地冲动树脂层,将树脂中夹杂的悬浮物冲走,经顶部分配器排出。
另在柱顶部接有压缩空气管,在开始入料前,开入压缩空气将树脂颗粒略为压紧,使形成树脂床。
树脂柱底部亦接有压缩空气管,必要时可通过压缩空气反冲树脂层,使其疏松,然后再开水管反洗树脂。
柱底部还有树脂装卸管。
树脂柱内全部附件及连接管路的材料均为不锈钢,成分通常为1Cr18Ni12Mo2Ti。
树脂柱的一种设计如右图。
早期的树脂柱亦有在底部用石英砂作为阻隔树脂的介质(不用筛网),先放置一层15cm厚的从4~6mm 到6~11mm大小的石英块,在它的上面再装一层15cm 厚的从2.5×1.5mm 到3.5×1.5mm大小的石英砂,上面再装树脂。
树脂柱最主要的规格参数是它装载的树脂量BV(Bed Volume,m3)。
树脂柱的处理能力与它的树脂装载量成正比。
各种物料的流量和速率以BV或BV/h为计算单位。
糖液通过树脂层与树脂接触的时间为通过速度BV/h的倒数,如通过速度为3BV/h,则接触时间为1/3小时;若树脂层高1.2m ,则糖液通过树脂层的流速为6cm/min(按树脂柱横截面计) 。
树脂柱的工作是周期性的,工作效率不够高。
近年发展了多种连续工作的装备,只用一个系统,树脂在器内连续地缓慢地移动,流出器外与液体一起用低速泵输送,经过循环管流回器内,在这个循环中顺次进行各项操作;或者分为交换柱和再生柱,连续循环工作。
具体的设计有多种,如Higgins系统Asahi系统和双柱系统等。
它们已较多地用在水处理和化工行业中,但在制糖工业中还用得较少。
加拿大Macdonald 等用小型模拟设备研究了连续离子交换系统在甜菜糖厂的应用,说明它的脱色效果更稳定,树脂的效能可更充分地利用。
2、离子交换树脂柱的工作过程树脂柱在连续通入糖液时,树脂逐渐吸附了色素和杂质,其性能就逐渐下降,流出糖液的色值逐渐升高。
例如,两种原来色值不同(725IU和2900IU)的糖液在分别通过两种不同树脂柱:苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂,通过不同BV数的糖液后的脱色率变化如下表。
通过糖液BV数苯乙烯系树脂丙烯酸系树脂原色值725 原色值2900 原色值725 原色值29000 90 90 90 9010 84 60 84 7520 81 53 82 6930 79 46 81 6740 77 - 81 -它说明了,在糖液原色值较高时,树脂性能下降得较快,能处理的糖液总量较少;浅色糖液的处理量则较大。
这两类树脂初时的脱色率相同,但苯乙烯系树脂的性能下降较快,而丙烯酸系树脂下降较慢,即较耐污染。
树脂柱使用一定时间后,脱色效能不足,就要停下来再生。
这个脱色工作时间一般为8~20小时;在处理低色值糖液时可延长到数十小时。
停用后各种辅助工作和再生的时间需数小时。
离子交换树脂的具体使用过程如下:(1〕预备工作将树脂与水混合一起倾入树脂柱中,借助水的浮力使树脂自然沉积,在柱内均匀堆积,密度一致。
在准备使用前,先将水排净,然后通入压缩空气,压出余水,并将树脂压成“床”。
再生后的树脂亦要用无离子水浸泡,使用前排水和通压缩空气。
(2)入料树脂柱入料前,先开入约1BV的甜水浸润树脂层,随后开入脱糖时回收的稀糖液及浓糖液,各需时10~15分钟,控制流量速度约为2.5BV/h,使树脂中糖液浓度逐渐升高。
这个过程称为上糖或甜化(sweetening)。
然后再开入所处理的糖浆,并注意流出液的浓度和色值,当浓度达50~60ºBx和色值符合要求时,即转入正常脱色运行。
(3)正常运行控制一定的入料速度,使流出糖浆色值符合指标规定。
入料流量速度的数值,视所处理原料的质量及所要求的脱色效果而定。
对于已经过澄清处理的原糖回溶糖浆,一般控制2~3BV/h;而对于白糖回溶糖浆,因其本身色值已较低,可用较大流速(如5BV/h);若流量过高,则脱色效果可能达不到要求。
在运行一段时间后,树脂吸附积聚的杂质较多,脱色能力降低,流出糖液的色值逐渐升高,当达到限定数值时,即停用该柱而转用其他备用树脂柱。
(4)脱糖在停止入料后,要将树脂床中的糖汁尽量排出,这称为脱糖(desweetening)开入前段回收的浓糖液将树脂层中的脱色糖浆压出,控制流速约2.5BV/h,处理约30分钟。
随后开入稀糖液洗出浓糖液至贮箱备用。
流速与时间同上。
再以无离子水洗出稀糖液,供溶糖之用。
约洗20分钟,当洗出液低于浓度0.5ºBx时可弃去。
(5)反洗从树脂柱底部开入70~80℃的软水(汽凝水),以4~6BV/h的流速反方向冲洗树脂层,使在工作时被压紧的树脂层松散,并自行按颗粒大小重新铺排成床,增大颗粒之间的空隙,以便于下一步再生时,树脂能与再生液充分接触和进行反应。
反洗还可将树脂层中混杂的悬浮物冲走。
这项操作通常需要数十分钟,直至洗出液无明显混浊为止。
为防止反洗时树脂被冲走而损失,反洗流速不可过大;洗出水通过简单的隔筛(如曲筛或网袋)收回流失的树脂。
树脂反洗后进行再生。
如果所处理的糖液含溶解性杂质不多,只是由于运行一段时间后,树脂层被压实,或被悬浮物阻塞而影响糖液通过,树脂仍有较好的交换能力,则在反洗清除悬殊浮物并用无离子水浸渍一段时间后,仍可再入料工作,待下一次反洗后才进行再生,以减少再生剂用量。
3、离子交换树脂的再生(1)常规的再生处理离子交换树脂使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要进行再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能。
在实际运用中,为降低再生费用,要适当控制再生剂用量,使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平,通常控制性能恢复程度为70~80%。
如果要达到更高的再生水平,则再生剂量要大量增加,再生剂的利用率则下降。
树脂的再生应当根据树脂的种类、特性,以及运行的经济性,选择适当的再生药剂和工作条件。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。
强酸性和强碱性树脂的再生比较困难,需用再生剂量比理论值高相当多;而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生,所用再生剂量只需稍多于理论值。
此外,大孔型和交联度低的树脂较易再生,而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。
例如:钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl溶液再生,用药量为其交换容量的2倍(用NaCl 量为117g/L树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。
为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
氯型强碱性树脂,主要以NaCl溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200gNaCl,及3~4gNaOH。
OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。
树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。
按化学反应平衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度,可促进反应向另一方进行,故提高再生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。
为加速再生化学反应,通常先将再生液加热至70~80℃。
它通过树脂的流速一般为1~2BV/h。
也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能。
再生时间约为一小时。
随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液无色、无混浊为止。
一些树脂在再生和反洗之后,要调校pH值。
因为再生液常含有碱,树脂再生后即使经水洗,也常带碱性。
而一些脱色树脂(特别是弱碱性树脂)宜在微酸性下工作。
此时可通入稀盐酸,使树脂pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。
树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质(特别是大分子有机胶体物质)不易被常规的再生处理所洗脱,逐渐积累而将树脂污染,使树脂效能降低。
此时要用特殊的方法处理。
例如:阳离子树脂受含氮的两性化合物污染,可用4%NaOH溶液处理,将它溶解而排掉;阴离子树脂受有机物污染,可提高碱盐溶液中的NaOH浓度至0.5~1.0%,以溶解有机物。
近年国内研究用糖化钙溶液对使用过的树脂进行再生,再生液返回生产流程再用,不需要排放。
免除了再生废液处理的问题。
(2)特殊的再生处理污染较严重的树脂,可用酸或碱性食盐溶液反复处理,如先用10%NaCl +1%NaOH碱盐溶液溶解有机物,再用4%HCl 或分别用10%NaOH 及1%HCl溶解无机物,随后再用10%NaCl+1%NaOH处理,在约70℃下进行。
如果上述处理的效果未达要求,可用氧化法处理。
即用水洗涤树脂后,通入浓度为0.5%的次氯酸钠溶液,控制流速2~4BV/h,通过量10~20BV,随即用水洗涤,再用盐水处理。
应当注意,氧化处理可能将树脂结构中的大分子的连接键氧化,造成树脂的降解,膨胀度增大,容易碎裂,故不宜常用。
通常使用50周期后才进行一次氧化处理。
由于氯型树脂有较强的耐氧化性,故树脂在氧化处理前应用盐水处理,变为氯型,这还可避免处理过程中的pH值变化,并使氧化作用比较稳定。
(3)再生废液的处置糖厂用树脂脱色,树脂再生的废液含有大量的色素和有机物,颜色很深。
用原糖生产精糖时,每100吨糖的再生废液量约为6~9m3。
要经过处理才能排放(或循环),这也是一个难题。
Ionresin详细研究了用化学方法处理再生液,使色素和其他有机物沉淀,除去杂质后再循环使用,减少排放,并充分利用其中的氯化钠。