离子交换分离技术

龙源期刊网

阴阳离子交换树脂分离技术

作者：盛海帝 焦新民 周静

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第07期

摘 要：在化学除盐系统中由于设备缺陷或树脂存放时误装等原因，容易造成床内阴、阳树脂混合，使除盐系统再生不合格或制水水质变差。本文利用阴、阳树脂的比重差，采用浮选法将混合过后的阴、阳树脂进行分离，从而恢复除盐系统出水品质，同时避免了更换树脂造成的浪费。

关键词：阴树脂；阳树脂；氯化钠；搅拌；分离

1 现状

汽水二车间化水专业一级除盐设备F系列发现阴床出水电导率、pH、碱度均高，阴床再生后正洗、循环时间较长，且设备周期制水量明显下降，由原来的24小时降为19小时。

2 原因排查

通过对F系列制水系统出水水质、系统流程的梳理，并且对阴床树脂进行取样分析鉴别，发现阴床内部树脂里确实含有部分阳树脂。

分析阴床内阳树脂的混入途径，结合反洗过程的工艺流程，进行查找。因反洗罐只有一台，当阴阳床树脂交替输入反洗罐时，存在树脂存留现象，这样就会造成阳树脂混入阴床。确认是在阴阳床大反洗过程中交替输入反洗罐时发生了树脂混杂。

3 解决措施

①将F系列阳床反洗系统进行改造。将F系列阳床反洗系统与老系统阳反洗系统进行改造，解决共用一台反洗罐的问题，杜绝了阳树脂再次混入阴床内的途径；

②将阴床内混入的阳树脂进行分离。对阴、阳树脂的性质加以研究，确定实施方案。

4 一级除盐系统阴阳树脂的分离方案

4.1 阴阳树脂的物理特性

阴阳树脂均呈球状颗粒，阴树脂粒度在0.45～0.9mm，阳树脂粒度在0.63～1.25mm，阴树脂密度在湿态状态下的颗粒密度为1.05～1.11g/mL，阳树脂密度在湿态状态下的颗粒密度为1.24～1.28g/mL（如表1）。 龙源期刊网

1离子交换分离法

Ion Exchange 7.1 概述

•离子交换剂：一种多孔状的固体，不溶于水，

也不溶于电解质溶液，但能从溶液中吸取离子

而进行离子交换。

•离子交换：利用离子交换剂能吸附溶液中一种

离子同时放出另一种相同电荷的离子的特点，

使得交换剂和溶液之间进行同号离子相互交换

的现象。

•离子交换分离法：利用离子交换剂与溶液中的

离子之间所发生的交换反应进行分离的方法。1 基本概念

2离子交换技术的发展

•(1) 1850年，英国农业化学家H.S.Tompson和

J.T.Way发现离子交换现象

•(2) 1935年，B.A.Adams和E.L.Holmes合成离

子交换树脂

•(3) 1945年，美国人G.F.d′Alelio磺化苯乙烯-

二乙烯苯共聚物离子交换树脂及交联聚丙烯

酸树脂

•(4) 20世纪60年代以后，离子交换树脂的合成

与离子交换分离技术取得了突飞猛进的发展3 离子交换分离法的特点

(1) 分离效率高，选择性高。

(2) 适用范围广。

适用于带相反电荷的离子之间的分离，还可用于

带相同电荷或性质相近的离子之间的分离，适用

于微量组分的富集和高纯物质的制备，从痕量物

质到工业用水，从少量样品到工业规模。

(3) 操作简单，成本低。

液固两相分开，操作简单。

(4) 方法的缺点是操作周期长。一般用它解决某些比

较复杂的分离问题。

7.2 离子交换分离理论

¾基于物质在固相与液相之间的分配；

¾依据交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处

理的溶液中的离子通过离子扩散来实现的；

¾推动离子交换的动力是离子间的浓度差和交换剂

上的功能基对离子的亲和能力

¾离子交换反应是可逆的，逆反应称之为再生。离

子交换剂经再生后可反复使用。1 分离原理•无机离子交换剂的作用可以看作是一种溶液

中的电解质和不溶性电解质的固、液两相接

触时所进行的复分解反应。

例如以泡沸石软化水，泡沸石可以用Na

2R来

表示，其中R表示极大的阴离子部分，而Na+

则是可被置换的离子。

泡沸石中的Na+和水中的Ca2+起了交换反

阴阳离子交换树脂分离技术

在化学除盐系统中由于设备缺陷或树脂存放时误装等原因，容易造成床内阴、阳树脂混合，使除盐系统再生不合格或制水水质变差。本文利用阴、阳树脂的比重差，采用浮选法将混合过后的阴、阳树脂进行分离，从而恢复除盐系统出水品质，同时避免了更换树脂造成的浪费。

标签：阴树脂；阳树脂；氯化钠；搅拌；分离

1 現状

汽水二车间化水专业一级除盐设备F系列发现阴床出水电导率、pH、碱度均高，阴床再生后正洗、循环时间较长，且设备周期制水量明显下降，由原来的24小时降为19小时。

2 原因排查

通过对F系列制水系统出水水质、系统流程的梳理，并且对阴床树脂进行取样分析鉴别，发现阴床内部树脂里确实含有部分阳树脂。

分析阴床内阳树脂的混入途径，结合反洗过程的工艺流程，进行查找。因反洗罐只有一台，当阴阳床树脂交替输入反洗罐时，存在树脂存留现象，这样就会造成阳树脂混入阴床。确认是在阴阳床大反洗过程中交替输入反洗罐时发生了树脂混杂。

3 解决措施

①将F系列阳床反洗系统进行改造。将F系列阳床反洗系统与老系统阳反洗系统进行改造，解决共用一台反洗罐的问题，杜绝了阳树脂再次混入阴床内的途径；

②将阴床内混入的阳树脂进行分离。对阴、阳树脂的性质加以研究，确定实施方案。

4 一级除盐系统阴阳树脂的分离方案

4.1 阴阳树脂的物理特性

阴阳树脂均呈球状颗粒，阴树脂粒度在0.45～0.9mm，阳树脂粒度在0.63～1.25mm，阴树脂密度在湿态状态下的颗粒密度为1.05～1.11g/mL，阳树脂密度在湿态状态下的颗粒密度为1.24～1.28g/mL（如表1）。

从表1可以看出阴阳树脂的颗粒粒径范围有交叉不能采用筛分法。

阴阳树脂颗粒密度（即湿真密度）差有0.17～0.19 g/mL。只要找到一种合适的溶液密度在阴阳树脂颗粒密度之间就能使阴树脂漂浮，阳树脂沉淀，从而达到分离的目的。

4.2 浮选介质的选择

在确立了采用浮选法分离树脂的基础上，还需考虑经济，无毒安全的浮选液。从查询到的资料看氯化钠（俗称盐）溶解液20℃，浓度24～26%，密度在1.180～1.197。溶液密度介于阴阳树脂颗粒密度之间的中间值。可完全满足浮选液浓度要求，且氯化钠溶液无毒无害，无腐蚀性，安全经济。完全满足上述要求。见表2。

流体过滤与分离技术解决方案服务商

离子交换技术分离纯化提取链霉素

流体过滤与分离技术解决方案服务商

链霉素是一种氨基葡萄糖型抗生素。链霉素是由土壤放线菌产生的,能有效地抵抗许多细菌(结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等),主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。链霉素也是一种从灰链霉素的培养液中提取的抗菌素。属于氨基糖甙碱式化合物。

链霉素的提取工艺

链霉素早期的提取方法采用的方法有：活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法。目前，国内外多采用离子交换法提取链霉素。

链霉素在Ph4～7时稳定，所以链霉素的吸附只能在中性条件下进行。氢型羧酸型树脂在酸性条件下的电离度多很小，交换容量很低，只能在碱性条件下才能起交换作用，而链霉素在碱性条件下很不稳定。因此应将其转化成钠型并选择在中性条件下吸附。

链霉素是高价离子，配制较稀的溶液有利于链霉素的吸附而不利于杂质的吸附，从而得到某种程度的提纯。链霉素经过离子交换树脂处理后，体积缩小十分之一，得以浓缩，而且纯度有所提高。