不同功能团的离子交换树脂在碱液中的除铁试验研究.pdf

《不同功能团的离子交换树脂在碱液中的除铁试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第46卷第3期2017年3月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustry．V01．46No．3Mar．2017不同功能团的离子交换树脂在碱液中的除铁试验研究李艳，罗红兵(内蒙古博源工程有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯017000)摘要：本文研究了不同功能团的离子交换树脂在碱液中的除钦睛况。采用不同功能团的离子交换树脂，通过流动床吸附，考察其在碱液中的除铁性能，结果显示，T-IRR、IRC一747和IRC一748这3种树脂在碱性环境下均具有除铁效果，其中T—IRR的吸附量较少，持续时间较短；IRC一747的吸附量最大

2、，持续时间最长，在体积流量为3BV·h-1的条件下，除铁效率最高可达到84％，并对其机理进行了分析。关键词：不同功能团；离子交换树脂；碱液；除铁中图分类号：TQ425文献标识码：B文章编号：1671-9905(2017)03-0022-02氯碱化工生产中，设备腐蚀及原料中带入的铁离子会影响产品的品质，特别是pH较高的溶液中，铁离子会影响产品的颜色，因此，降低并控制碱性溶液中的铁含量，在氯碱化工生产中具有重要的意义。从溶液中去除铁离子的方法主要有化学沉淀法、电渗析法、离子交换法、溶剂萃取法和乳化液膜法等⋯。化学沉淀法【21需加人固体Na：S，会产生有毒的硫化氢气

3、体，给工作环境及工人的健康带来危害，还会使产品中带入新的杂质。电渗析法、溶剂萃取法和乳化液膜法由于经济和技术方面的原因，实现工业化较困难[3】。而离子交换法卜别以苯乙烯一二乙烯苯为骨架，嫁接一定的功能团，可与溶液中的离子发生交换反应，达到去除溶液中特定离子的目的。由于该方法工艺先进简单，使用寿命长，交换量大，再生后可反复使用，对现场环境和工人的健康没有危害，近年来受到人们的关注，也是研究应用较多的一种有效方法。本文考察了不同功能团的T—IRR、IRC一747和IRC一748这3种树脂在碱性环境下的除铁效果，并对其机理进行了分析。1试验部分1．1原料和试验装置碱

4、液的总碱含量为1409·L-1(以Na2CO，计)，主要成分有碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠和少量具有还原l生的有机质，使该水体中的铁主要以二价离子形式存在。T-IRR是美国Tulsion牌离子交换树脂，IRC-747和IRC-748是美国AMRERLITE牌树脂。试验采用流动床处理碱液，试验装置示意图见图1。有机玻璃管高度为1．2m，内径为40mm。雨中液碱性废水处理后废液阿乍澈图1试验装置示意图1．2药品与仪器主要试剂：盐酸、氢氧化钠、邻菲哕啉、氨水、乙酸一乙酸钠缓冲溶液、抗坏血酸。主要仪器：电子天平、紫外可见分光光度计(带10mm比色皿)、电炉、有机玻

5、璃柱、计量泵。1’3试验方法试验中所处理的碱性水体的铁含量大约为20rag·L一，试验过程包括树脂的预处理、吸附和再生三个步骤。作者简介：李艳(1984．)，女，内蒙古鄂尔多斯市人，硕士研究生，工程师，任职于内蒙古博源工程有限责任公司，从事化工工艺研发收稿日期：2017一01．17第3期李艳等：不同功能团的离子交换树脂在碱液中的除铁试验研究23树脂的预处理：将1L的树脂装入有机玻璃柱，先用水洗至pH=8，再用4％的盐酸以1．5BV·h一的流速洗2h，然后用水洗至pH=5。7，接着用2％的氢氧化钠以1．5BV·h。1的流速洗2h，最后用水洗至pH=8，备用。树脂

6、的吸附：将碱液以一定的流速通过预处理后的树脂，水体的pH值为lo，温度为25cC。用邻菲哕啉分光光度法检测不同时间点处理后碱液中的铁含量，考察树脂的除铁效率。树脂的再生步骤同树脂的预处理过程一致。2结果与分析2．13种除铁树脂性能比较将体积为lL的T—IRR、IRC一747和IRC一748这3种树脂分别装入3个有机玻璃柱，经预处理活化后，将碱液以3BV·h。1的流速通过该树脂，测定处理后碱液中不同时间点铁的含量，考察树脂的吸附眭能和除铁效率，结果见图2、图3。时I词，}1图2处理后碱液中铁含量和时间的关系时问／h图3树脂的除铁效率随时间的变化关系由图2、图3可

7、以看出，T—IRR、IRC一747和IRC一748这3种树脂在碱液中均具有除铁效果，其中T—IRR的吸附量较少，持续时间较短，约为13h；IRC一747的吸附量最大，持续时间最长，64h后除铁率仍保持在40％以上，在体积流量为3BV·h一的条件下，除铁效率最高可达到84％。2．2机理讨论从以上数据计算得知，IRC一747和IRC一748的实际吸附量分别是3248mg·L一和1849mg·L～，远高于T—IRR的实际吸附量688mg·L～。因为IRC一747的功能团是氨基磷酸。属于弱酸性阳离子交换树脂，其磷酸根具有较高的电负性，对溶液中的二价铁离子有较强的亲和力

8、，并且其功能团为类似直链结构，空间位阻