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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。
树脂在使用过程中应防止悬浮物、有机物及油类等的污染,同时又要防止某些废水对树脂的剧烈氧化作用。因此,酸性氧化废水进入阴树脂前应去除重金属离子,以防止重金属对树脂的催化作用。每次设备运行完毕后应将交换柱中废水排回废水池,代之以自来水或净化水浸泡。树脂饱和后要及时再生,再生后不宜长期在原液中浸泡停放,应及时淋洗干净。
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。
树脂颗粒内部含有大量的水分,在零度以下温度贮存或运输时,这些水分会结冰,体积膨胀,造成树脂颗粒的崩裂。冻过的树脂在显微镜下可见大量裂缝,使用后短期内就会出现严重的破碎现象。为了防止树脂受冻,应将树脂保存在5-40℃下,避开在冰冻期运输。
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。
阳树脂氧化后发生的现象为:颜色变浅,树脂体积变大,因此易碎和体积交换容量降低,但质量交换容量变化不大。由于设备中树脂上下层与进水接触先后顺序不同,受侵害的程度也不同,当水下流时,上层树脂与含氧化剂的水接触,所以遭受侵害的程度大。
运行中的树脂也经常被重金属离子及其氧化物污染,其中常遇到的是铁的化合物。阴树脂被污染的可能性更大,这主要是因再生阴树脂的碱不纯,特别是由于液体碱中含有铁的化合物比较多而引起的。铁与大分子有机物生成络合物进入阴树脂网络,也会导致阴树脂受到污染。