天津争光强碱阴离子交换树脂,大孔螯合树脂
新型软化树脂在水中除铁软化的应用
SL858是一种强酸性苯乙烯系薄壳式阳离子交换树脂，是一种的除铁、软化树脂。该树脂的功能基团大部分集中在球体表面，使树脂具有更高的离子交换速度。各种离子在树脂的表面就能发生交换，无需扩散到树脂内部。避免了运行中的离子泄漏，了在再生过程中，树脂基团得到再生，再生转型率更高，在运行中树脂能更好的发挥除盐的作用，出水离子泄漏低，更进一步的是再生过后的淋洗过程中，残留物及水污染物更易被清洗掉。
SL858由于其特殊的结构和特的理化性能，决定了它是一种的软化树脂，非常适用于饮用水行业软化除铁和钙镁离子。
二、理化性能指标：
指 标 名 称 指 标
外 观 棕褐至黑色球状颗粒
出厂型式 钠型
含 水 量 % 48.0~56.0
铁吸附容量 g/L ≥ 14.5
湿视密度 g/ml 0.75 ~ 0.85
湿真密度 g/ml 1.18 ~ 1.28
范围粒度 % （0.315~1.25mm）≥ 95.0
下限粒度 % (＜0.315mm) ≤1.0
均一系数 ≤ 1.60
整 球 率 % ≥ 95.0
三、使用时参考指标：
指标名称 参考值
树脂层高 mm ≥600
设计反洗空间 % ≥ 60
反洗展开率 % 50~85
运行温度 ℃ 5~60
运行流速 BV/h 5~15
适用pH范围 3~9
四、运行操作方案：
操作 溶液 流速(BV/h) 用量(BV)
反洗 清水 2.0~4.0 1.5~2.0
再生 5～7%NaCl溶液 1.5~2.0 2.0~2.5
置换 清水 1.0~2.0 1.0~1.5
淋洗 清水 5.0~10.0 2.0~4.0
运行 原水 5.0~15.0 ——
含酚废水主要来自石油化工厂、树脂厂、塑料厂、合成纤维厂、炼油厂和焦化厂等化工企业。它是水体的重要污染物之一，我国规定挥发酚的排放标准为0.5mg/L[1]。酚类化合物是一种原型质毒物，所有生物活性体均能产生毒性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁，也对动植物产生危害[2]。毫无疑问，含酚废水排入水体或用于灌溉均需经过治理处理，使之符合达到国家要求的排放标准。
处理含酚废水用较多的是活性炭吸附。本文研究了大孔吸附树脂处理含酚废水，大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很大的比表面积，通过范德华引力可从水中吸附有机溶质[3]，实现废水中有机物的富集和分离[4]。与其它方法相比，大孔树脂吸附法具有吸附效果好、脱附再生容易、性能稳定、适用范围宽、实用性好、可实现综合利用等特点，是处理含酚工业废水的有效方法。
2 试验部分
2.1仪器和试剂
2.1.1仪器：内径10mm玻璃吸附柱，721分光光度计，25mL磨口比色管
2.1.2试剂：A.R苯酚，A.R丙酮，4-氨基安替比林，铁氰化钾，浓氨水，氯化铵。
2.2实验过程
在吸附柱中加入10~11ml大孔吸附树脂，用10~20BV丙酮慢速淋洗树脂，淋洗液与水混合后无明显的油珠滴，则证明树脂已洗净，再用10~20BV的去离子水淋洗树脂，排尽气泡。以浓度为6500mg/L的苯酚水以流速为3.0~3.5ml/h的速度通过吸附柱，分段检测流出液苯酚的浓度。当接近吸附终点时，每次分析的流出液的体积应为5~2ml。当流出液苯酚浓度达到10mg/L时为吸附终点。树脂失效后，进行再生，用纯水以2BV/h的流速将残留苯酚洗出，清洗五个树脂床层后，用2倍树脂体积4%的氢氧化钠溶液进行洗脱，收集洗脱液。
2.3实验结果
不同周期吸附数据见表1，吸附曲线见图1；不同周期的吸附容量、洗脱量和解析率见表2。
表1 不同周期流出液中苯酚浓度（mg/ml）及树脂吸附酚量（g/L-R）
处理量（BV）
周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36
周期 0 0 0 0 0 0.05
第二周期 0 0 0 0 0 0.08
第三周期 0 0 0 0 0 0.12
第四周期 0 0 0 0 0 0.13
第五周期 0 0 0 0 0 0.13
图1 不同周期流出液中苯酚浓度（mg/ml）变化曲线
表2 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率
项目
周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 97.5 97.0 99.5
第二周期 97.5 95.8 98.3
第三周期 95.7 94.6 98.9
第四周期 95.5 94.2 98.6
第五周期 95.5 94.5 99.0
2.4数据分析
从五个周期的试验数据来看，SL300树脂对苯酚吸附容量高达100g/L-R。五个周期的运行结果基本一样，说明SL300树脂的重复性好、洗脱率高。SL300作为一种大孔吸附树脂，具有特殊的孔结构和比表面积，非常适合吸附酚类物质。经洗脱后，此树脂可重使用。同时，该树脂抗污染能力强，具有很高的吸附能力、耐温性、稳定性和机械强度，非常适合实际生产。
2 应用实例
常州永泰兴化工公司采用烷氧基化法生产对硝基苯乙(甲)醚，经还原制得对氨基苯乙(甲)醚，在生产过程中由于有副反应存在，产生大量的含酚废水。国内外有大量的报导采用大孔吸附树脂处理含酚废水，大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团,具有大孔结构的高分子吸附剂。理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,对有机物有浓缩、分离的作用,且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。其吸附性能与活性炭相似,与范德华力或氢键有关。同时,网状结构和高比表面积,使得其具有筛选性能。了解到可采用大孔吸附树脂代替活性碳处理含酚废水，该公司经过大量应用对比试验，终选用SL300树脂处理该废水。
2.1 试验情况
该系统交换器装填5m3大孔吸附剂SL300，废水pH=5，运行流速5～7BV／h，温度90～100℃下吸附，经处理的废水中对酚浓度可从2500～5000mg／L下降到5mg／L以下，以10%氢氧化钠溶液为洗脱剂，解吸流速1～2BV／h，50℃解吸，对酚的回收率可达90％以上，回收产品的质量较好，可加以综合利用。
SL300树脂实际应用的废水中酚浓度为4500～5000mg／L，不同周期吸酚数据见表3，吸附曲线见图2；不同周期的吸附容量、洗脱量和洗脱率见表4。
表3 不同周期流出液中苯酚浓度（g/ml）及树脂吸附酚量（g/L-R）
处理量（BV）
周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36 42 48 54
周期 0 0 0 0 0 1.5 2.7 3.2 5.7
第二周期 0 0 0 0.1 0.5 1.2 2.3 3.4 6.2
第三周期 0 0 0 0.1 0.4 1.6 2.7 3.2 5.9
第四周期 0 0 0 0.1 0.4 1.5 2.9 3.8 6.7
第五周期 0 0 0 0.2 0.5 1.5 2.6 4.0 6.9
图2 不同周期流出液中苯酚浓度（g/L）变化曲线
表4 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率
项目
周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 92.6 87.0 94.0
第二周期 93.1 89.2 95.8
第三周期 91.5 86.3 94.3
第四周期 90.6 85.6 94.5
第五周期 89.6 85.5 95.4
2.2 试验树脂性能评价
为了观察树脂应用于实际生产中性能变化，在两年的生产中我们对树脂取样进行分析检测，同时与新树脂的性能进行对比。试验结果见表5。
表5 SL300运行初期和运行两年性能对比
指标名称 新树脂 运行1年 运行2年
含水量 % 59.2 61.5 63.8
比表面积 m2/g 1753 1679 1652
磨后圆球率 % 98.6 93.6 90.6
粒度范围 (0.315~1.25mm) % 98.6 96.3 94.8
有效粒径 mm 0.56 0.53 0.50
均一系数 1.32 1.37 1.41
从上表看，SL300树脂在运行两年来，树脂的性能基本上没有发生大的变化，说明树脂在使用一年后树脂交换能力基本上还保持新树脂的能力。树脂有效粒径有所降低，这是因为树脂在使用一年后，由于受转型体积发生变化以及树脂在反洗冲洗过程中的影响，树脂难免会受到磨损，少量的树脂颗粒变细。树脂的磨后圆球率下降幅度仅为4.96%，树脂仍保持圆球状，说明SL300整体的强度并没有发生很大变化。SL300树脂使用两年后，其性能基本上没有发生变化，还完全可以用于实际生产。
3 结论
综合SL300树脂对含酚废水的吸附和洗脱试验以及树脂在现场使用两年后性能的变化，可以得出以下结论：
3.1采用大孔吸附树脂可以很好地处理含酚废水。树脂对酚的吸附选择性很高，吸附率通常大于99％，COD明显降低。废水经吸附后，一般都可达标，且不产生二次污染。用稀碱或有机溶剂脱附，洗脱率可达95％以上，且脱附高峰集中，无拖尾现象。
3.2吸附树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能，机械强度较好，可在150℃以下长期使用，在正常情况下，树脂年损耗率小于5％。
3.3此法可富集回收其中大部分酚类产品或原料，与其它方法相比，此法工艺简单，不需要特殊设备，技术容易掌握，可实现自动化。装置运转过程中热能、电能消耗较低，通常回收产品的价值可与处理装置的运转费用相当，有的尚有盈余。使用大孔吸附树脂既可以很好地处理含酚废水，保护环境，又能回收产品，变废为宝，具有很好的经济效益和社会效益。
离子交换法在钼酸铵溶液中除钒的应用研究
摘要：本文介绍了采用离子交换法在钼酸铵溶液中除钒，将含钒的钼酸铵溶液用氨水或NaOH调节pH值后，通过强碱性阴离子交换树脂，钒被树脂吸附而钼不被吸附，从而使钼酸铵溶液得到提纯，树脂吸附钒后用氨水或氢氧化钠溶液解吸钒，再用酸溶液将树脂转型。采用离子交换法去除钼酸铵溶液中的钒，树脂用量少，钼回收率高，生产，设备简单，操作方便，生产过程，经济效益好。
关键词：钼 钒 离子交换 吸附容量 洗脱率
1.前言
随着现代工业的飞速发展，钼的用量不断增加，其价格也持续上涨，钼矿资源也越来越少。在各种类型低品位钼矿物和钼系废催化剂中，都含有一定量的钒。在钼矿物的碱法分解及离子交换富集钼的过程中，钒总是与钼结伴而行。钒是钼产品的有害杂质，含少量钒的多钼酸铵，外观是浅黄色，肉眼就可识别，因而需要通过除钒来制备纯化钼化合物。
由于钼钒在水溶液中的性质非常相似，钼钒难以分离。为了得到合格的钼化合物，大家都对钼钒分离进行了大量的研究，并找到的一些钼钒分离的方法。其中包括铵盐沉钒法、溶剂萃取法、电化学离子交换法、电化学还原反萃法、螯合树脂吸附法。铵盐沉钒法和溶剂萃取法对钼钒分离不，后三种方法可使钼酸铵产品中钒含量小于0.0015%，但是电化学离子交换法和电化学还原反萃法操作工艺复杂，而螯合树脂吸附容量低，工业使用不理想。
经研究，采用强碱性离子交换树脂用于钼酸铵溶液除钒，除钒效果好，树脂吸附容量大，工艺简单，操作简便，非常适合实际使用，并已在多家工厂得到应用。
2. 试验部分
2.1试验仪器和试剂
2.1.1 试验树脂 SL231
2.1.2 试验料液 实验料液由钼酸铵、偏钒酸铵试剂和去离子水配制而成。实验料液Mo含量为62.36g/L，V含量为0.52 g/L，调节料液pH为6.5～7.5。
2.1.3 试剂 分析纯盐酸 分析纯氢氧化钠 分析纯钼酸铵 分析纯偏钡酸铵
2.1.4 试验分析仪器
钼的浓度用铜离子催化硫氰酸盐法在722S型分光光度计上测定，钒的含量用硫酸亚铁铵法滴定，氯离子含量测定采用硝酸银滴定法，溶液的pH值由PHS-25数显pH计测定。
2.1.5 试验用交换柱 直径为2.5cm，长为200cm。
2.2 试验过程
新树脂先用去离子水浸泡24小时，让树脂充分溶胀，再用去离子水洗至浸泡水澄清无杂质。对树脂进行预处理，用4%盐酸溶液和4%氢氧化钠溶液交替处理2次，每次用2倍树脂体积的用量浸泡8小时并用去离子洗至中性。后用4倍树脂体积4%的盐酸溶液将树脂处理成氯型，用去离子水洗至中性，备用。
取200ml处理好的SL231树脂装填在交换柱中，在室温条件下，将配制好的料液从上向下通过树脂层，运行流量为200ml/h，每两小时取交换柱流出液检测Mo和V和含量。
运行时，交换柱流出液中V含量达0.02g/L时，停止吸附。这样可确保钼酸铵成品中钒含量小于0.0015%。当树脂吸附饱和后，用4树脂体积5%氨水溶液(或5%氢氧化钠溶液)进行解析，用去离子水洗到pH值为8，再用4倍树脂体积5%盐酸溶液将树脂转成氯型，用去离子水洗至pH值为中性，再进行下一个周期的吸附。
2.3 试验数据
不同周期试验数据见表1，树脂吸附曲线见图1、图2。
表1 三个周期SL231在钼酸铵溶液中除钒流出液中Mo和V含量
处理床层体
积倍数BV 周期 第二周期 第三周期
Mo含量，g/L V含量，g/L Mo含量，g/L V含量，g/L Mo含量，g/L V含量，g/L
2 23.65 0 25.15 0 25.98 0
4 39.78 0 41.34 0 42.13 0
6 54.65 0 55.48 0 55.87 0
8 60.15 0 61.25 0 60.25 0
10 62.45 0 62.43 0 61.35 0
12 61.98 0 61.85 0 61.85 0
14 62.14 0 61.45 0 61.54 0
16 61.18 0 62.34 0 62.14 0
18 62.02 0 60.98 0.002 62.38 0.001
20 61.54 0.005 60.58 0.006 61.87 0.006
22 62.31 0.010 62.31 0.012 62.01 0.011
24 62.12 0.016 62.14 0.019 61.25 0.019
26 61.79 0.020 61.87 0.022 62.12 0.023
图1周期树脂对钒的吸附曲线
图2 第二周期树脂对钒的吸附曲线
图3 第三周期树脂对钒的吸附曲线
表4 三个周期SL231树脂在钼酸铵溶液中除钒的吸附容量、洗脱量和洗脱率
项目
周期数 树脂吸附钒容量g/L-R 洗脱量
g/L-R 洗脱率
%
周期 13.418 13.348 99.48
第二周期 13.398 13.352 99.66
第三周期 13.40 13.297 99.23
2.4 数据分析
图1、图2、图3是SL231树脂钼酸铵溶液中除钒的吸附曲线。从三个图变化曲线可以看出，SL231树脂对料液中的钼和钒都有吸附作用，当流出液为1BV时钼开始穿透，随着运行继续，流出液中钼的浓度迅速上升。当流出液为8BV时，进料液和流出液中钼的浓度基本一样，这时流出液中钒基本检测不出。当流出液为20BV时，流出液中才能检测出微量的钒。若以钒含量大于0.02g/L为失效终点，树脂对钒的吸附容量约为16.0g/L-R，处理料液量为26BV。
从表1和表2三个周期的运行数据来看，三个周期的运行结果基本一样，说明SL231树脂吸附钒的重复性好、洗脱率高。SL231作为一种大孔强碱性阴树脂，具有特殊的孔结构和比表面积，在pH为6.5～7.5时，SL231树脂对钒的吸附选择性大于对钼的吸附选择性。经再生洗脱后，此树脂可重复使用。同时，该树脂抗污染能力强，具有很高的吸附能力、耐温性、稳定性和机械强度，非常适合实际生产。
3 结论
综合SL231树脂在钼酸铵溶液中除钒的运行、吸附和洗脱试验情况，可以得出以下结论：
3.1 采用D SL231树脂可以很好地用于钼中除钒。在pH为6.5～7.5时，SL231树脂对钒的吸附选择性很高，吸附率通常大于99％。SL231树脂吸附钒后，流出液中钒含量很低。用稀氨水（稀碱液）脱附，洗脱率可达99％以上，且脱附峰集中，无残留现象。
3.2 SL231树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能，机械强度较好，在正常情况下，树脂年损耗率小于5％。
3.3 采用SL231树脂吸附钼酸铵溶液中的钒，工艺简单，分离效果好，不需要特殊设备，技术容易掌握，可实现自动化。
