专利名称：废旧阴离子交换树脂(201×7)的强化再生方法
技术领域：
本发明涉及的是一种废旧阴离子交换树脂(201×7)的强化再生方法。
离子交换树脂本来在使用过程中是能够用普通化学法反复再生的。但当用普通法再生后树脂的交换容量达不到应有的水平(如不足2.0～2.4meq·/g干树脂)时，即不得不废弃而更换新品。关于废旧阴离子交换树脂(201×7)的强化再生法，迄今在国内外均未见报导。
本发明的目的在于充分挖掘废旧阴离子交换树脂(201×7)的内在潜力，最大限度地利废、节能。
本发明的热点是工艺流程简单易行;原材料价廉易得;成本低;见效快。
本发明的详细说明如下阴离子交换树脂(201×7)属于苯乙烯～二乙烯基苯系列的强碱性季铵型凝胶树脂，其化学结构如下
式中R＝-CH3，-CH2-CH3，-CH2CH2OH等。它之所以具备交换阴离子的能力，是因为树脂颗粒中有许许多多个相对自由的平衡阴离子OH-。OH-与束缚于骨架上的
结合微弱，可被水中的其它阴离子，如Cl-，NO-3，SO＝4，PO≡4等等所取代。该取代过程即称之为离子交换。正因为此，才赋予该树脂以去除水中有害阴离子的能力。市售的成品树脂的交换能力(称交换容量)必须在某一规定标准以上。事实上，树脂的交换能力不是永久不变的。在使用过程中，诸多因素促使其性能经时下降，当低于某一限度(如低于2.3meq·/g干树脂)时，将不得不予以遗弃和报废。目前，我国201×7树脂的使用量约为17，000～18，000吨/年，其报废量估计在15，000吨/年以上。大量报废的树脂实为弃之可惜，留之无用，甚至成害，但却具有极大的可挖掘潜力。
本发明在技术上主要着眼于如下两点(一)用化学法去除树脂微孔中经年积淀的污染物，如有机物、金属盐类等;
(二)用化学法修补已丧失交换能力的功能基，即
工艺流程示意图见说明书附图
。
回收的废旧树脂经筛分水洗等物理法除杂后，移入固定的处理容器。先用等体积的4～8%的NaOH、6～20%的NaCl混合溶液浸泡处理12小时左右;然后改用等体积活性氯含量5～10%的次氯酸钠溶液浸泡处理8～12小时，水洗至近中性后，再用三分之二体积的4～12%的稀硝酸处理10小时左右。水洗至中性，离心脱水，以备后用(如上过程均在18～30℃的温度下进行)。至此，废旧树脂的颜色可由黑褐色或棕红色变为金黄色，交换容量也可以从2.0meq·/g干树脂升至2.4～2.5meq·/g干树脂左右。
经上述过程处理并离心脱水后，树脂的含水量大体为50%左右。移入搪瓷或不锈钢反应釜。先经10%重量分数的NaAC或低碳醇溶涨半小时左右，即可针对功能基损坏的程度不同，选用氯乙醇～NaOH;三烷基胺～NaOH;无水三氯化铝～甲醇体系之一进行功能团修复处理。反应过程中，温度通常控制在30～50℃之间，反应时间多为4～6小时。反应结束后，即可放料并进行后处理。经全处理后，交换容量为1.8～2.2meq·/g干树脂的废旧树脂，可提高到2.8meq·/g干树脂以上，其它指标也均合规定要求。
最佳实施例一在具塞500ml广口瓶中，加入100g废旧阴离子交换树脂(交换容量为1.90meq·/g干树脂、黑褐颜色)在18～30℃的温度下，经水洗和漂浮除杂后，尽可能干净地倾去洗涤水，加入100ml含5gNaOH和10gNaCl的水溶液浸泡，其间不时摇动，12小时后，倾出处理液，改用活性氯含量为5%的80ml次氯酸钠溶液同法处理8小时，水洗至近中性，再以6%的稀硝酸处理8小时，经水洗至中性后，以水泵抽滤近干，并于90℃的烘箱中干燥6～8小时，放冷后移入500ml三口磨口圆底烧瓶，并配装回流冷凝管、搅拌电机和滴液漏斗。先加入20ml二氯乙烷溶涨半小时，后加入80ml石油醚，并迅即加入30g无水三氯化铝，待三氯化铝溶解后，即由滴液漏斗在3小时内滴加10ml无水甲醇。反应温度为40℃，反应时间为6小时。反应结束后，冷至室温，折除装置，速将内容物倾入内装500ml水的1000ml烧杯中，搅拌，半小时后，倾出液体，用分液漏斗分出油层，保留，待回收。所得树脂经减压除去挥发物后，按部标规定转化为基准型，并测定其交换容量。测定结果为，交换容量为2.94meq·/g干树脂，树脂颜色为浅黄色。强度在96%以上。
最佳实施例二前期处理同例一(废树脂的量仍为100g)。处理后的样品经水泵抽滤脱水后转移于500ml磨口三口园底烧瓶中，按前法装置好仪器，并加入27ml异丙醇，在30℃下溶涨40分钟，之后升温至50℃，加入溶有12gNaOH的水溶液60ml和氯乙醇20ml，搅拌下反应4小时。反应结束后，倾出反应液，先后经95%的乙醇和水洗净后，抽滤脱水。试样的交换容器从2.2meq·/g干树脂提高到2.88meq·/g干树脂。颜色等性能均达到部标规定的二级品标准。
权利要求
1.一种将废弃的强碱性季铵型阴离子交换树脂(201×7)经筛分漂洗、络合去污、氧化脱色、浸渍除盐定型后，又用烷基化反应恢复其交换功能，并且不损坏树脂强度的再生方法。其特征在于以废旧树脂为原料。
2.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于络合去污工艺采用的处理液是浓度为4～8%的NaOH、6～20%的NaCl混合水溶液;处理时间为12小时左右;操作温度为18～30℃。
3.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于氧化脱色工艺采用的氧化剂是活性氯含量为5～10%的次氯酸钠;处理时间为8～12小时;操作温度为18～30℃。
4.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于浸渍除盐定型工艺采用的浸渍液是浓度为4～12%的稀硝酸;浸渍时间为8～12小时;温度为18～30℃。
5.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于采用的烷基化反应体系要因季铵基团的损坏程度的不同而异。当其碱性减弱，但不失为胺类时，可采用无水三氯化铝～甲醇体系。此时以石油醚为反应介质;以10～20%(重量百分数)的二氯乙烷为溶涨剂;以0.1～0.4mol·的无水三氯化铝为催化剂;以0.2～0.5mol·的无水甲醇为甲基化试剂;反应温度为30～50℃;反应时间为4～6小时。
6.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于采用的修复功能基的反应体系要因季铵基团的损坏程度的不同而异。当其碱性减弱，但不失为胺类时，可采用氯乙醇～NaOH体系。此时以水为反应介质;以10～20%(重量百分数)的NaAC、异丙醇、异丁醇等中的一种为溶涨剂;以10～20%(重量百分数)的氯乙醇为羟乙基化试剂;以8～15%的NaOH为脱盐剂;反应温度为30～50℃;反应时间为4～6小时。
7.根据权利要求1.所述的方法，其特征在于采用的烷基化反应体系要因季铵基团的损坏程度的不同而异。当碱性大部分丧失时，可采用三甲胺～NaOH季铵化反应体系，或与权利要求5.及6.所述的方法并用的方法。
全文摘要
本发明提供了一种废旧阴离子交换树脂(201×7)的强化再生方法。该法分前后两段。前期处理主要包括筛分除杂、漂洗和络合去污、氧化脱色、浸渍定型等；后期工艺是区别不同情况采用氯乙醇～碱体系、无水三氯化铝～甲醇体系和三甲胺～碱体系等之一种修复功能基。通过全程处理，可使废旧树脂(201×7)的综合性能指标达到现行部颁标准规定的二级品以上的水平。方法可靠、简单易行，节能利废。
文档编号B01J49/00GK1067595SQ9210415
公开日1993年1月6日 申请日期1992年6月8日 优先权日1992年6月8日
发明者方向东, 马俊山, 安杰, 初玉库 申请人:方向东, 马俊山, 安杰, 初玉库