螯合系列树脂在稀有金属上的应用

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一、D401、D402亚胺基二乙酸树脂和D402-II胺基膦酸树脂
1、D401、D402和D402-II螯合树脂的理化性能指标

树脂	D401	D402			D402-II
功效基团	亚胺基二乙酸			胺基膦酸
含水量%	52 - 58	52 - 58			55-65
质量交换量mmmol/g	1.95（螯合铜）	1.45（螯合钙）			1.45（螯合钙）
体积交换容量mmol/ml	0.6（螯合铜）	0.5（螯合钙）			0.5（螯合钙）
湿视密度g/ml	0.72 -0.78
湿真密度g/ml	1.15 -1.25
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4-0.7
转型膨胀率（H→Na）	≦40%
pH使用规模	3-12
最适pH规模	8-9
最高使用温度	80℃
出厂离子型态	Na
外观	乳白色至淡黄色圆球		淡灰色或淡黄色圆球

2、使用规模
2.1、D401和D402虽同为亚胺基乙二酸型螯合树脂，但制备工艺差别，价格也有所差别。D402-II为胺基膦酸型螯合树脂。这三种树脂均可以从碱金属（锂钠钾等）的盐溶液中选择性地吸附碱土金属（钙、镁、锶、钡等）离子以及其它二价和二价以上金属离子。此类螯合树脂最常见的用途即是氯碱工业中二次盐水的软化精制，可使盐水中钙、镁、铁的总含量低于20ug/l。
2.2、由于亚胺基二乙酸型螯合树脂对金属离子选择性的差别更大，D401和D402亦可用于过渡金属如铜、镍等从贱金属中疏散。
3、三种树脂的使用要领类似，现简述如下：
3.1、按设计量将树脂装入交换柱中（注意，树脂的最低高度应不小于800mm）。
3.2、通入清水反洗树脂，并控制流速使树脂反洗展开率达75 -100%（反洗流速约为10-15m/h），时间约为10-20min，至出水清澈无杂质为止。
3.3、停止反洗，使树脂自然沉降。然后调理交换柱内的水位至树脂层上面20 -30cm。
3.4、通入树脂体积2 -3倍的3-4%HCl溶液，约1小时通完。（酸液最好用除盐水配制）。
3.5、继续以同样的流速用除盐水置换树脂，至出水pH至4-5。
3.6、以同样的速度通入2-3BV的4-5%NaOH，约1小时通完。（碱液最好用除盐水配制）。
3.7、继续以同样的速度通入除盐水进行置换，时间约60min。
3.8、然后以运行流速（10-30m/h）继续用除盐水对树脂进行清洗至pH为8-9，即可投入运行。
3.9、待树脂失效后，重复上述3.2-3.8）的操作再生即可。
3.10、说明：
有时树脂是用于某些金属的接纳，则在办法3.4可使用浓度较高的硫酸（如10-15%）以获得较高浓度的金属硫酸盐。
二、D403硼选择性树脂
1、D403硼选择性树脂的理化性能指标

树脂	D403	D403-II
功效基团	葡甲胺	葡甲胺
含水量%	52 -60	52 -60
质量交换量mmmol/g	≧2.7	≧2.7
体积交换容量mmol/ml	0.9	0.9
湿视密度g/ml	0.70 -0.76	0.70 -0.76
湿真密度g/ml	1.08 -1.18	1.08 -1.18
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4 -0.7
转型膨胀率（OH→Cl）	≦40%	≦10%
pH适用规模	≧6
最适pH规模	8-10
最高使用温度	60℃
出厂离子型态	游离胺型
外观	乳白色或淡黄色圆球

2、使用规模：
葡甲胺型的树脂可以选择性地从淡水、海水或卤水中吸附富集硼以用于情况�；せ蚺鹚嵫蔚纳�。也可用于高纯水中硼的选择性去除。该类树脂是在偏碱性的介质中进行硼的吸附，而在酸性条件下进行解析。然后再将树脂转为游离胺型再使用。
D403和D403-II的生产工艺有所区别，前者本钱较低，后者本钱较高。但后者对硼的吸附量较大，硼的泄露量也较低。
3、预处理和使用要领如下：
3.1、按设计量将树脂装入交换柱中（注意，树脂的最低高度应不小于800mm）。
3.2、通入清水反洗树脂，并控制流速使树脂反洗展开率达75 -100%（反洗流速约为10-15m/h），时间约为10-20分钟，至出水清澈无杂质为止。
3.3、停止反洗，使树脂自然沉降。然后调理交换柱内的水位至树脂层上面20 -30cm。
3.4、通入树脂体积2倍的3-4%HCl，约1小时通完。
3.5、继续以同样的速度用清水淋洗树脂，至出水pH至3-4。用时约1小时，用水约2-3BV。
3.6、以同样的速度通入2BV的4-5%NaOH，约1小时通完。
3.7、继续以同样的速度通入清水进行置换，时间约1小时，用水量约2BV。
3.8、然后以运行流速（10-30m/h）继续用清水淋洗树脂至pH为8-9，即可投入运行。
3.9、待树脂失效而需要进行再生时，重复上述3.2-3.8的操作即可。如果要求出水的pH与进水不爆发明显提高，则对D403-II而言，在办法3.7后先通入1BV的5-6%NaCl溶液，再继续办法3.8。
3.10、如果树脂是用于硼产品的富集生产，则在办法3.4可使用浓度较高的硫酸（如10-15%）以获得较高浓度的硼酸。也可以将前一次的酸解析液再用一次以提高解析液中硼酸的含量。然后再通入部份新鲜酸解析液以彻底解析。
三、D405汞选择性树脂
1、D405汞选择性树脂的理化性能指标

树脂	D405
功效基团	巯基
含水量%	45-50
质量交换量mmmol/g	/
体积交换容量mmol/ml	≧0.8（Hg²⁺）
湿视密度g/ml	0.72 -0.78
湿真密度g/ml	1.02 -1.08
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4-0.7
转型膨胀率	/
最高使用温度	80℃
出厂离子型态	H
外观	淡黄色圆球

2、使用规模：
D405汞选择性树脂可以吸附种种形态的有机汞和无机汞。由于其对汞的吸附力很强且吸附量较大，尤其适用于含汞废水的精处理。经D405处理过的水中汞含量可抵达检测不到的水平。
3、使用要领：
吸饱汞的D405树脂，可以用浓盐酸对汞进行较彻底的解析。经水洗后，树脂可以重复使用。可是，由于汞的毒性很大，解析下来的含汞废液需要特别处理。很不便当。因此，对含汞废水一般的处理计划为：
1、如果废水的汞含量较高，如在mg/l级或更高，则可先用Na2S将废水中的汞沉淀出来。经过滤后，水中汞含量一般可达数十µg/l级。含汞固体废物另外处理。
2、µg/l级汞含量的废水，进入D405吸附柱进行汞吸附。流速为5-10BV/h。
3、吸附接纳双柱串联的方法进行。待第二柱检测到汞泄漏时，将第一柱中的树脂用新树脂置换后做为第二柱，原第二柱改为第一柱，然后继续运行。用过的树脂则吸饱了汞，同含汞固体废物一起直接去含汞废物处理填埋场。
看起来，D405树脂一次性使用不经济。但因为汞的特殊性，再加上废水经过Na2S预处理，废水中汞含量降到µg/l级后，树脂对废水的处理倍数一般可抵达数万或数十万倍自身体积。因此，这种处理计划实际上最为便当并且本钱较低。
三、D405-II贵金属吸附树脂
1、D405-II贵金属吸附树脂的理化性能指标

树脂	D405-II
功效基团	硫脲基
含水量%	52 -60
质量交换量mmmol/g	/
体积交换容量mmol/ml	≧1.0
湿视密度g/ml	0.65 -0.77
湿真密度g/ml	1.03 -1.10
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4-0.7
转型膨胀率	/
pH适用规模	≦6
最高使用温度	≦80℃
出厂离子型态	Cl
外观	乳白色或淡黄色圆球

2、使用要领：
2.1、D405-II树脂含有硫脲功效基团，对贵金属尤其是铂和钯等有很强的吸附能力。但该树脂对碱不稳定，只能在偏酸性情况中使用。
2.2、由于D405-II所吸附的金属价格腾贵，树脂也经常是一次性使用。即，吸饱贵金属的树脂直接进燃烧炉燃烧以接纳贵金属。
五、D406氟选择性树脂
1、D406氟选择性树脂的理化性能指标

树脂	D406
功效基团	Al
含水量%	50 -55
质量交换量mmmol/g	1.5
体积交换容量mmol/ml	0.5
湿视密度g/ml	0.72 -0.80
湿真密度g/ml	1.15 -1.25
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4-0.7
转型膨胀率	/
pH适用规模	5-9
最高使用温度	80℃
出厂离子型态	Al
外观	浅灰色或淡黄色圆球

2、使用要领：
由于具有特有的Al离子型态，D406可以选择性地从饮用水中吸附氟离子。树脂出厂时已做好预处理，可以直接使用。运行流速10-30m/h。待树脂失效后，可用2-3BV的5%Al2(SO4)3对树脂进行再生。再生剂与树脂接触时间约1小时。然后用清水洗至无铝即可重新使用。
六、D407和D407-III硝酸根选择性树脂
1、D407和D407-III硝酸根选择性树脂的理化性能指标

树脂	D407	D407-III
功效基团	季铵盐
含水量%	52 -60	50 -60
质量交换量mmmol/g	≧3.0	≧1.6
体积交换容量mmol/ml	≧0.8	≧0.5
湿视密度g/ml	0.65 -0.75	0.65 -0.75
湿真密度g/ml	1.05 -1.10	1.05 -1.15
粒度规模（0.4-1.25mm）	≧95%
有效粒径mm	0.4 -0.7
转型膨胀率	/
pH适用规模	≧5
最高使用温度	80℃
出厂离子型态	Cl
外观	乳白色或淡黄色圆球

2、使用规模：
2.1、随着情况水体的富营养化，水中的硝酸根和亚硝酸根含量越来越多，已经威胁到了饮用水的宁静。另外，高氯酸根做为高破坏性离子，在欧美饮用水中已经对其进行了很是严格的限制（不得凌驾1mg/l）。
2.2、随着海水养殖业的生长，海水的质量对所养殖生物的影响愈加为人们所重视。其中，实时去除多余的硝酸盐则是控制海水质量的重要一环。
2.3、D407和D407-III是一类结构特殊的季铵盐型阴离子交换树脂。前者可以从淡水（饮用水）中选择性地吸附硝酸根和亚硝酸根离子，后者则可以从淡水及海水中吸附硝酸根以及高氯酸根。
3、使用和再生参考条件如下：

	D407	D407-III
pH适用规模	≧5
最高使用温度	80℃
运行流速	10-20 BV/hr
再生剂*	8-10% NaCl	8-10%NaCl +2%HCl
再生剂用量	2-3BV
再生剂与树脂接触时间	1小时

*D407-III的再生剂是含有8-10%的NaCl和2%HCl的酸性盐水。

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