與離子交換樹脂不同,螯合樹脂在吸附溶液中的金屬離子時(shí)沒有離子交換,而是高分子上多配位官能團(tuán)與金屬離子形成絡(luò)合物。如亞胺二乙酸樹脂在弱酸性和中性范圍內(nèi),與二價(jià)金屬離子形成了1:1的絡(luò)合物。亞胺二乙酸為螯合官能團(tuán)。我們稱這種樹脂為螯合樹脂。
螯合樹脂的分類:
從結(jié)構(gòu)看,螯合樹脂分為兩大類。一類是螯合基團(tuán)作為高分子的側(cè)基,另一類是鰲合基團(tuán)在高分子主鏈上。
1.螯合基團(tuán)在側(cè)基上,螯合基團(tuán)作為高分子側(cè)基。L為配位基,Mn+為金屬離子。
2. 螯合基團(tuán)在主鏈上,螯合基團(tuán)在高分子主鏈上
螯合樹脂的合成:
1.先合成含有螯合基團(tuán)的單體,經(jīng)過自由基聚合或逐步聚合等方法進(jìn)行合成。
2.利用合成的或天然的高分子,通過高分子反應(yīng)引人具有螯合功能的側(cè)基來合成螯合樹脂。
在螯合樹脂中,配位原子主要有O、N、P、S、As、Se等其中O、N、S尤為重要。
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 金屬回收:螯合樹脂廣泛應(yīng)用于金屬回收領(lǐng)域,特別是銅、鎳和鈷的濕法冶金生產(chǎn)。通過高選擇性地吸附金屬離子,實(shí)現(xiàn)金屬的回收和提純。
2. 采礦行業(yè):在采礦過程中,可用于處理含金屬離子的廢水,實(shí)現(xiàn)金屬的清除和回收,降低環(huán)境污染。
3. 化工行業(yè):螯合樹脂在化工行業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用,如催化劑的制備、金屬離子的分離和提純等。
4. 環(huán)保領(lǐng)域:該螯合樹脂可用于處理工業(yè)廢水中的重金屬離子,實(shí)現(xiàn)重金屬的清除,保護(hù)水資源。
5. 其他領(lǐng)域:還可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè),用于金屬離子的分離和提純。
總之,螯合樹脂在金屬回收、提純等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì),為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了有力支持。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高,該螯合樹脂在未來將具有更廣泛的應(yīng)用前景。
再生準(zhǔn)備
1. 樹脂篩選:,需要對(duì)螯合樹脂進(jìn)行篩選,去除其中的雜質(zhì)和破碎顆粒。這可以通過篩網(wǎng)或離心機(jī)實(shí)現(xiàn)。
2. 樹脂洗滌:將篩選后的樹脂用去離子水進(jìn)行洗滌,去除表面的懸浮物和可溶性鹽類,以防止再生過程中產(chǎn)生二次污染。
3. 樹脂預(yù)處理:對(duì)于一些特殊類型的樹脂,可能需要進(jìn)行預(yù)處理,如調(diào)節(jié)pH值、加入特定的化學(xué)物質(zhì)等,以提高再生效果。
再生過程
1. 反洗:將樹脂床層反洗,去除其中的懸浮物和破碎顆粒,為再生過程做好準(zhǔn)備。反洗時(shí),水流速度不宜過高,以免樹脂床層膨脹。
2. 酸洗:使用一定濃度的鹽酸或硫酸對(duì)樹脂進(jìn)行酸洗,以去除樹脂表面的金屬離子和有機(jī)物質(zhì)。酸洗過程中,要注意控制酸液的流速和濃度,避免樹脂床層膨脹和酸液浪費(fèi)。
3. 堿洗:在酸洗之后,使用一定濃度的氫氧化鈉溶液對(duì)樹脂進(jìn)行堿洗,以去除螯合樹脂內(nèi)部的金屬離子和有機(jī)物質(zhì)。堿洗過程中,同樣要注意控制堿液的流速和濃度。
4. 淋洗:在酸洗和堿洗之后,用去離子水對(duì)樹脂進(jìn)行淋洗,去除殘留的酸堿液和金屬離子。淋洗過程中,要控制水流的流速,避免樹脂床層膨脹。
5. 再生:將樹脂床層浸泡在一定濃度的螯合劑溶液中,使螯合劑與螯合樹脂上的金屬離子發(fā)生反應(yīng),生成穩(wěn)定的螯合物。常用的螯合劑有EDTA、DTPA等。再生過程中,要控制螯合劑的流速和濃度,確保樹脂充分再生。
6. 淋洗:再生完成后,用去離子水對(duì)樹脂進(jìn)行淋洗,去除殘留的螯合劑和螯合物。淋洗過程中,要控制水流的流速,避免樹脂床層膨脹。
7. 檢測(cè):再生后的樹脂需要進(jìn)行性能檢測(cè),以確保其螯合能力達(dá)到要求。常用的檢測(cè)方法有靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)等。
請(qǐng)注意,上述描述是一個(gè)概括性的過程,具體的操作步驟和條件可能會(huì)根據(jù)樹脂的類型、應(yīng)用和制造商的推薦而有所不同。
離子交換樹脂,主要用于水處理和特殊化學(xué)處理應(yīng)用。這種樹脂特別適用于鈾的回收,因?yàn)樗鼘?duì)鈾酰硫酸鹽離子具有出色的選擇性,同時(shí)具有高操作能力、的機(jī)械和物理穩(wěn)定性以及抗結(jié)垢性。
隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展,鋰電池的需求量將會(huì)繼續(xù)增長,廢水處理問題也將更加。因此,進(jìn)一步研究和開發(fā)螯合樹脂在新能源鋰電池廢水處理中的應(yīng)用具有重要意義。未來,我們可以通過改進(jìn)螯合樹脂的合成方法、提高其處理能力、降低成本等方面進(jìn)行研究,為新能源鋰電池廢水處理提供更加、環(huán)保的解決方案。
Lewatit MonoPlus S 108 是一類基于苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的具有均一尺寸(單分散)顆粒的強(qiáng)酸性凝膠型陽離子交換樹脂,是 S100 的升級(jí)代替產(chǎn)品,其可用于所有的去礦物化應(yīng)用。均勻的顆粒具有化學(xué)穩(wěn)定性和滲透穩(wěn)定性。與標(biāo)準(zhǔn)粒徑樹脂比較,其的單分散性(均已系數(shù)大為1.1)以及非常低的樹脂粉末含量(<0.315mm 大含量為 0.1%)使其有特別低的壓力損失。