一种污染阴离子交换树脂的复苏方法
【专利摘要】本发明公开了一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，其特征在于：采用层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液对阴离子交换树脂中的污染物擦洗，使污染物发生转移交换与吸附；所述层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液中的二价金属阳离子M2+与三价金属阳离子M3+的摩尔比为X:1，其中X的值取1～4。本发明中用过的层状双金属或多金属氢氧化物悬浮物易于回收循环使用或持续利用，降低环境成本。本发明中污染物的转移交换与吸附是在树脂充分膨胀环境下从固相到固相的不可逆过程，具有一步清除污染树脂的多种物质，使复苏效果更佳，适用范围更广等优点，为污染阴离子交换树脂复苏开辟了一条新的途径。
【专利说明】一种污染阴离子交换树脂的复苏方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及吸附与交换【技术领域】，具体地说是一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，尤其涉及污染物是从固相到固相的不可逆转移交换与吸附的方法。
【背景技术】
[0002]强碱性阴离子交换树脂是一种苯乙烯系凝胶型强碱树脂，因为其化学性质稳定，机械性能良好，广泛应用于纯水制备、糖浆脱色等工业过程。这种树脂的主要缺点之一是很容易被污染，因为这种树脂对腐植酸等有机质吸附能力极强，既有季铵基团对腐植酸的静电引力，又有苯乙烯骨架对它的极强分子引力，以至用一般再生剂无法把它取代出来，称为有机污染。离子交换树脂表面被硅及其化合物覆盖或树脂的交换孔道被堵塞，使工作交换容量明显降低，影响运行成本，称为硅污染。此外，铁、铝等离子也往往会与腐植酸等有机质形成络离子、缔合，聚集在一起形成综合污染。结果使树脂颜色显著变深，工作交换容量下降，制水经济和环境成本增加。
[0003]为消除或减轻上述现象，产生了许多污染阴离子交换树脂的复苏方法。其中，针对有机污染树脂开发的盐碱复苏液(NaCl+NaOH)，一方面是高交换势氯离子置换作用，另一方面是高离子强度复苏液使有机物污染物结构变小，减弱了其与树脂骨架的结合力；而OH-和Cl-的交换平衡使被复苏树脂不断溶胀收缩，产生内应力使有机物污染物脱离骨架且向外扩散的动力增大。对受硅污染阴离子交换树脂则采用热碱浸泡方式复苏。
[0004]现有的复苏方法存在以下问题:
[0005]1、复苏液配方针对特定污染物开发，尚无适应混合型污染阴离子交换树脂一步复苏的实用方法。
[0006]2、通过交换、溶解、分散等机制使污染物从树脂固相转移到液相的过程是可逆的，因此复苏程度(效果)受平衡制约。复苏液一次性使用、增加排放负荷。
[0007]3、从应用形态(充分溶胀)转入高离子强度复苏液中，被复苏阴离子交换树脂因为转型和失水溶胀度下降，空间阻碍成为污染物从树脂固相转移到液相过程的瓶颈。复苏表现为全交换容量恢复低于工作交换容量提高，是一些体积较大污染物未能去除之缘故。
【发明内容】
[0008]根据上述提出的技术问题，而提供一种污染阴离子交换树脂的复苏方法。
[0009]本发明采用的技术手段如下:
[0010]一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，其特征在于:采用层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液对阴离子交换树脂中的污染物擦洗，使污染物发生转移交换与吸附；所述层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液中的二价金属阳离子M2+与三价金属阳离子M3+的摩尔比为X:l，其中X的值取I?4。
[0011]作为优选，所述二价金属阳离子M2+为Mg2+、Zn2+和Cu2+;所述三价金属阳离子M3+为Al3+ 和 Fe3+。[0012]作为优选，所述污染物为带负电有机物、络合及聚合阴离子和通过水解产生的阴离子。
[0013]本发明中的转移交换与吸附是在树脂充分膨胀环境下从固相到固相的不可逆过程，一步清除污染树脂的多种物质。本发明中擦洗过程(如图1所示)污染物发生转移交换与吸附机制示意如下(以双金属氢氧化物悬浮液为例，其中二价金属阳离子M2+为Mg2+，三价金属阳离子M3+为Al3+):
[0014]Mg6Al2 (OH) 16 (OH) 2+C0广—Mg6Al2 (OH) 16C03+20r [I]
[0015]{RN (CH3) 3} 2A+20r — 2RN (CH3) 30H+2A2-[2]
[0016]Mg6Al2 (OH) 16C03+A2_ — Mg6Al2 (OH) 16A+C0广[3]
[0017]式中A2_代表带负电有机物、络合及聚合阴离子和通过水解产生的阴离子。
[0018]复苏过程中生成的Mg6Al2 (OH)16A是悬浮颗粒物，易于反洗清除和回收循环使用或持续利用，降低环境成本；如图2所示，可通过纯水对Mg6Al2(OH)16A进行清洗，然后经沉降、干燥、焙烧后备用。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0020]1、一步清除污染阴离子交换树脂的多种物质，包括带负电有机物、络合及聚合阴离子和通过水解产生的阴离子。污染物的不可逆转移交换与吸附使复苏效果更佳，适用范围更广泛。
[0021]2、污染物从固相到固相的转移，使用后复苏液易于回收循环使用或持续利用，降低环境成本。
[0022]3、超低离子强度及高溶胀交换离子使被复苏树脂膨胀，避免收缩导致的污染物迁移空间障碍，即机械损伤。
[0023]基于上述理由本发明可在吸附与交换【技术领域】广泛推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0025]图1是本发明污染阴离子交换树脂复苏方法擦洗示意图。
[0026]图2是本发明使用后复苏液回收及循环使用示意图。
【具体实施方式】
[0027]将50mL污染阴离子交换树脂和一定量自制的Mg (OH) 2和Al (OH) 3 (Mg2+和Al3+摩尔比为3:1，预处理使其电导率〈100 μ s/cm)双金属氢氧化物悬浮液导入离子交换柱中，气动搅拌一定时间，之后分离树脂和悬浮液。另取一份50mL污染阴离子交换树脂(即为复苏前污染的阴离子交换树脂)，与复苏后的阴树脂进行平行再生实验(NaOH用量为阴离子交换树脂理论工作交换容量的1.2倍，体积为阴离子交换树脂体积的2-3倍)。之后采用酸碱滴定的方式测定工作交换容量。结果如下:复苏前污染的阴离子交换树脂的工作交换容量为
1.5718mmol/g (干);复苏后阴离子交换树脂的工作交换容量为1.6819mmol/g (干)，即工作交换容量上升7.0%。
[0028]将上述反应后的悬浮液干燥，于450°C马弗炉煅烧，使其由Mg6Al2(OH)16A转化为MgO和Al2O3双金属氧化物，将该双金属氧化物、一定量的去离子水和50mL污染阴离子交换树脂导入离子交换柱中，按照上述步骤，对污染阴离子交换树脂进行复苏。结果如下:复苏后的阴离子交换树脂的工作交换容量为1.7253mmol/g(干)，即工作交换容量上升9.8%。结果显示:双金属氧化物进入水体，可重新转化为Mg6Al2 (OH)16 (OH)2，循环使用。
[0029]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，其特征在于:采用层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液对阴离子交换树脂中的污染物擦洗，使污染物发生转移交换与吸附；所述层状双金属或多金属氢氧化物悬浮液中的二价金属阳离子M2+与三价金属阳离子M3+的摩尔比为X:l，其中X的值取I?4。
2.根据权利要求1所述的一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，其特征在于:所述二价金属阳离子M2+为Mg2+、Zn2+和Cu2+ ;所述三价金属阳离子M3+为Al3+和Fe3+。
3.根据权利要求1所述的一种污染阴离子交换树脂的复苏方法，其特征在于:所述污染物为带负电有机物、络合及聚合阴离子和通过水解产生的阴离子。
【文档编号】B01J49/00GK103464225SQ201310432026
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月14日 优先权日:2013年9月14日
【发明者】王莹, 王玉石, 李彦生 申请人:大连交通大学