与离子交换树脂不同,螯合树脂在吸附溶液中的金属离子时没有离子交换,而是高分子上多配位官能团与金属离子形成络合物。如亚胺二乙酸树脂在弱酸性和中性范围内,与二价金属离子形成了1:1的络合物。亚胺二乙酸为螯合官能团。我们称这种树脂为螯合树脂。
螯合树脂的分类:
从结构看,螯合树脂分为两大类。一类是螯合基团作为高分子的侧基,另一类是鳌合基团在高分子主链上。
1.螯合基团在侧基上,螯合基团作为高分子侧基。L为配位基,Mn+为金属离子。
2. 螯合基团在主链上,螯合基团在高分子主链上
再生过程
1. 反洗:将树脂床层反洗,去除其中的悬浮物和破碎颗粒,为再生过程做好准备。反洗时,水流速度不宜过高,以免树脂床层膨胀。
2. 酸洗:使用一定浓度的盐酸或硫酸对树脂进行酸洗,以去除树脂表面的金属离子和有机物质。酸洗过程中,要注意控制酸液的流速和浓度,避免树脂床层膨胀和酸液浪费。
3. 碱洗:在酸洗之后,使用一定浓度的氢氧化钠溶液对树脂进行碱洗,以去除螯合树脂内部的金属离子和有机物质。碱洗过程中,同样要注意控制碱液的流速和浓度。
4. 淋洗:在酸洗和碱洗之后,用去离子水对树脂进行淋洗,去除残留的酸碱液和金属离子。淋洗过程中,要控制水流的流速,避免树脂床层膨胀。
5. 再生:将树脂床层浸泡在一定浓度的螯合剂溶液中,使螯合剂与螯合树脂上的金属离子发生反应,生成稳定的螯合物。常用的螯合剂有EDTA、DTPA等。再生过程中,要控制螯合剂的流速和浓度,确保树脂充分再生。
6. 淋洗:再生完成后,用去离子水对树脂进行淋洗,去除残留的螯合剂和螯合物。淋洗过程中,要控制水流的流速,避免树脂床层膨胀。
7. 检测:再生后的树脂需要进行性能检测,以确保其螯合能力达到要求。常用的检测方法有静态吸附实验、动态吸附实验等。
请注意,上述描述是一个概括性的过程,具体的操作步骤和条件可能会根据树脂的类型、应用和制造商的推荐而有所不同。
螯合树脂具有高交换容量,能够有效去除水中的硬度离子。在水处理过程中,硬度离子(如钙、镁离子)是导致水质问题的主要原因之一。这些离子会在水中形成难溶的沉淀物,导致管道堵塞、设备腐蚀和水质恶化。树脂能够有效地吸附并去除这些硬度离子,从而提高水质的纯净度。高交换容量意味着树脂可以吸附更多的离子,延长其使用寿命,减少更换频率。
螯合树脂具有的稳定性。在水处理过程中,树脂经常受到各种化学物质的侵蚀和污染物的侵害,如有机物、悬浮物和微生物等。这些污染物会降低树脂的交换能力和处理效果。而树脂具有出色的化学稳定性和耐污染性,能够抵抗这些侵害,保持其交换性能的稳定。这使得树脂在实际应用中具有更长的使用寿命,减少了对树脂的维护和更换频率。
在实际应用中,螯合树脂还表现出良好的再生性能。树脂在使用一段时间后,其交换容量会逐渐降低,需要通过再生来恢复其交换能力。树脂具有良好的再生性能,能够通过简单的再生步骤快速恢复其交换容量。这使得树脂的运行成本降低,提高了其经济效益。