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由于高分子螯合剂所具有的分离特性,使其在湿法冶金、无机化工、分析化学、放射化学、 海洋化学、环境化学等方面的应用得到迅速的发展,如处理工业污水,从海洋中提取某些金属以弥补资源的短缺等。
螯合树脂通常是指以交联聚合物为骨架帯有特殊功能基,并能通过离子键或配位键与金属离子形成蟹合物的功能树脂.在大多数情况下,是由两个以上的功能基与金属离子形成环状的蟹合物,这种功能树脂通常具有疏水的骨架和亲水的功能基。通过形成的静电场、立体阻碍、功能基的协同作用、稀释作用或缩浓作用等高分子效应,从含有多种金属离子溶液中对某种金属离子有高选择性的络合吸附。树脂不溶不爆,可再生回收使用,可用于金属离子的富集、分离、分析、回收等等。
准备使用的新树脂先用热水反复清洗。阳树脂可用70~80℃的热水,阴树脂(特别是强碱阴树脂)的耐热性较差,可用50~60℃的热水。开始浸洗时,每隔15分钟左右换水一次,浸洗时要不是搅拌,换水4~5次后,可隔30分钟左右换水一次,总共换水7~8次,浸泡至洗涤水不带褐色,泡沫很少时为止。
无论是阳树脂或阴树脂,当使用若干周期后,都会发生交换容量下降的现象。容量下降的原因,一方面是由于采用不完再生,树脂上有一定量的未被再生下来的离子逐渐累积,影响交换的正常进行;另一方面,例如含铬废水中的H2CrO4及H2Cr2O7等对树脂都有氧化作用,使树脂中Cr3+越来越多,影响树脂的正常工作。因此,当树脂容量有显著下降的趋势时,应进行树脂的活化。
树脂的选择性与选择系数树脂对不同的离子具有不同的亲和能力,对亲和能力强的离子选择,和它结合力强使之不易泄露。但由于结合牢固,再生时,该离子置换下来就很困难。树脂对离子亲和能力的差异,取决于两个方面:一是树脂自身的性能,尤其是自身的交联度。交联度越大,对离子的选择性就越大,其亲和能力就越强。反之,就越弱。二是与溶液中离子的性质、组分和浓度有关。
由于离子交换树脂的亲水性,因此它总含有一定数量的水化水(或称化合水分),称为含水率。含水率通常以克湿树脂(去除表面水分后)所含水分百分数来表示(一般在5%左右),也可折算成于克干树脂的百分数表示。
树脂颗粒暴露在空气中,会逐渐失去其内部水分,树脂颗粒收缩变小。干树脂浸在水中时,它会迅速吸收水分,粒径胀大,从而造成树脂的裂球和破碎。 为此,在树脂的贮存和运输过程中要保持密封,防止干燥。对已经风干的树脂,应先将它浸入饱和食盐水中,利用溶液中浓度的离子,抑制树脂颗粒的膨胀,再逐 渐用水稀释,以减少树脂的裂球和破碎。
正常运行状态下的树脂,在失效过程中,树脂颗粒会产生膨胀或收缩的内应力。树脂在长期的使用中,多次反复膨胀和收缩,是造成树脂颗粒发 生裂纹或破碎的主要原因。树脂膨胀与收缩的速度取决于树脂转型的速度,而转型的速度又取决于进水的盐类浓度和流速。
树脂存放时不在要求的条件下进行存放,温度过或过低,常常造成树脂失水,没有防止污染和防霉的措施,不同种类树脂混放; 对新树脂验收过重于依懒经验,忽视按树脂的性能指标进行验收。对在用的离子交换树脂当设备停用后,不重视保养,如冬季防冻措施不到位,夏季无树脂防霉措施。