重金属阳离子交换树脂

❶ 重金属废水处理难题是怎样破解的

1重金属废水处理方法进展
1.1沉淀法
1.1.1氢氧化物沉淀法
往重金属废水中加入碱性溶液，利用OH-与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀，通过过滤予以分离[2]。氢氧化物沉淀法包括分步沉淀法和一次沉淀法两种。分步沉淀法是分段加入石灰乳，利用不同的金属氢氧化物在不同的pH值下沉淀析出的特性，依次回收各种金属氢氧化物。一次沉淀法则是一次性投加石灰乳，使溶液达到额定的pH值，从而使废水中的各种重金属离子同时以氢氧化物沉淀的形式析出。
1.1.2硫化物沉淀法
将重金属废水pH值调节为一定碱性后，再通过向重金属废水中投加硫化钠或硫化钾等硫化物，或者直接通入硫化氢气体，使重金属离子同硫离子反应生成难溶的金属硫化物沉淀，然后被过滤分离[2]。由于金属硫化物的溶度积比相应的金属氢氧化物的溶度积小得多，因此，硫化物沉淀法比氢氧化物沉淀法具有更多的优点，比如沉渣量少，容易脱水，沉渣金属品位高，有利于金属的回收。可是硫化物沉淀法也有不足之处，比方说硫化物结晶比较细小，难以沉降，因而应用也不是很广。
1.1.3还原-沉淀法
这种方法的原理是，用还原剂将重金属废水中的重金属离子还原为金属单质或者价态较低的金属离子，先将金属过滤收集，然后再往处理液中加入石灰乳，使得还原态的重金属离子以氢氧化物的形式沉淀收集[2]。铜和汞等的回收可以利用这种方法，该法也常用于含铬废水的处理。较常使用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、铁粉等。
1.1.4絮凝浮选沉淀法
通过添加絮凝剂使得重金属废水中的小胶体颗粒稳定性变差，聚集形成大颗粒胶体物质，最终通过重力作用沉淀下来[3]。为增大胶体颗粒的尺寸，采用浮选的办法，用于将不稳定的胶体粒子变为固相絮凝物。这一浮选过程一般包括两个重要的步骤，一是调节pH值，二是加入含铁或铝盐的絮凝剂，以克服离子间静电排斥导致的稳定作用。
1.2物理化学法
1.2.1 吸附法
（1）物理吸附法
活性炭是最早使用的吸附剂，也是目前使用最广泛的吸附剂。之所以能够进行物理吸附，是因为活性炭具有高的比表面积以及高度发达的孔隙结构。后来在此基础上又出现了活性炭纤维等衍生物，去除效率高，但价格比较昂贵。能够用于物理吸附的材料还有各种矿物质以及分子筛等。
（2）树脂吸附
环保是树脂吸附法的一个重要的特点[4]，这种方法能够分离、纯化、回收重金属，效果显着。主要是由于树脂中含有各种活性基团，比较典型的有羟基、羧基、氨基等，能够与重金属离子进行螯合，因而这些功能性树脂材料能有效的吸附重金属离子。根据活性基团的种类不同，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
（3）生物吸附
近些年来，很多研究者将各种生物（如植物、细菌、真菌、藻类以及酵母）经处理加工成生物吸附剂，用于处理含重金属废水。生物体具有特定的化学结构以及成分特征，而生物吸附法的主要原理，就是利用生物体的这些特性来吸附溶于水中的重金属离子。生物吸附法具有几个特点：①生物吸附剂可以降解，一般不会发生二次污染；②来源广泛，容易获取并且价格便宜；③生物吸附剂容易解析，能够有效地回收重金属。
1.2.2浮选法
往重金属废水中通入气体产生气泡，废水中的胶体颗粒会附着在气泡表面，这些胶体粒子可随气泡的上浮从而实现将依附在粒子上的重金属离子加以分离。该方法具有如下优点：对小粒子的去除效果好，操作省时，费用低廉，在一定条件下，既可消除重金属污染，又可回收金属，并且还能避开某些重金属氢氧化物或碳酸盐过滤困难的问题。
1.2.3离子交换法
用离子交换树脂把废水中的重金属离子交换出来，从而除去重金属离子。不过，离子交换树脂价格昂贵，其再生费用也比较高，所以，在废水处理中使用很少。但对于少量有回收价值的有毒金属来说是个不错的方法。
1.3电化学处理技术
1.3.1电解法
电解法[4]的主要原理，是对重金属废水进行电解时，重金属离子在阴极得到电子被还原，这些重金属要么沉淀在电极表面，要么沉淀到反应槽底部，从而起到降低废水中重金属含量的效果。
1.3.2电沉积
这种方法的原理是，在传统的化学沉淀方法中，加入电压，通过改变溶液的电势，促进重金属离子更好地沉淀。电沉积在酸性和碱性废液中都适用[4]。
1.4生物化学法
1.4.1生物塘净化法
该方法的原理，是利用复合的水生生态系统的协同作用，完成对重金属污染物的吸收、积累、分解以及净化作用[5]。
1.4.2植物修复法
重金属污染植物修复，是指利用植物的生命活动，提取，吸收并固定被污染水体中的重金属离子，从而达到减轻重金属废水危害的目的。

❷ 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：

离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

(2)重金属阳离子交换树脂扩展阅读：

离子交换树脂使用方法：

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

❸ 什么是ATS离子交换树脂

【抄1】ATS强酸苯乙烯系阳离子交换树脂GB/T 19002-1994 IDT ISO 9002:1994品质认证 磺酸基聚苯乙烯系凝胶型强酸阳离子树脂,优秀的物理和化学稳定性以及 良好的耐温性能,选择性好,交换容量高.用途 硬水软化Na 型,纯水H 型及超纯水设备,稀有元素分离,抗生素精制.

【2】ATS离子交换树脂如下图所示：

❹ 用离子交换树脂法如何处理重金属废水

离子交换树脂法是一种应用广泛的方法，树脂中含有的氨基、羟基等活性基团可以与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除废水中重金属离子的方法，同时还可以用于浓缩和回收溶液中痕量的重金属，其优点是树脂具有可逆性，可通过再生重复使用，且交换选择性好，缺点是价格昂贵。因此研究和选择成本低、选择性高、交换容量大、吸附-解吸过程可逆性好的离子交换树脂，对于处理重金属废水有着重要意义

❺ 阴阳离子交换树脂是危废吗

1、首先抄应该先看关于危废固废 的定义：“固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质”。重点强调的是：“丧失原有利用价值或被抛弃”。
2、新版的危废名录中明确指出：“废弃的离子交换树脂，属于900-015-13类危险废物”。
3、从离子交换树脂的用途上来说，可用于：a.水处理、b.食品工业、c.合成化学和石油化学工业、d.制药行业、e.环境保护、f.湿法冶金及其他行业。
4、区别来了：
a.在水处理行业，离子树脂用来交换吸附水中杂质离子，吸附饱和后，属于废弃物，属于危险废物。
b.在湿法冶金行业主要用于提取、提纯稀土元素和贵金属，离子树脂吸附饱和后，不属于废物，贵金属从离子树脂中解析后，属于危险废物。

❻ 离子交换树脂中毒

离子交换树脂中毒的原因：

离子交换树脂在使用的过程中，需要将离子等物质吸附，在吸附过程中，可能会吸附一些杂质，而这些杂质可能会造成树脂的中毒，从而导致树脂的性能下降，严重的可能会导致树脂失去效果，导致树脂中毒的物质主要有以下几种：

1、微生物中毒：

树脂在长时间的储存或者很久没有进行再生，树脂在吸附离子时，会吸附一些水中的微生物，而这些微生物会将树脂内的一些成分作为养分进行繁殖，会导致产水水质被污染，树脂的结构被破坏，失去离子交换的功能。

2、有机物中毒：

一些污水中可能会一些有机物，有机物里面含有腐殖酸、高分子化合物及多元有机羧酸等物质，这些物质会堵塞树脂的孔洞，导致树脂的交换能力下降，严重的会导致树脂不能再进行交换，可以通过COD检测出树脂是否被这些物质中毒。

3、铁中毒：

铁中毒是树脂经常会出现的中毒现象，铁中毒主要是因为水中含有大量的铁离子，或者树脂再生剂中含有铁杂质，铁中毒会导致树脂氧化，树脂的交换容量降低，再生交换速度降低，改变树脂结构，使树脂丧失交换能力。

离子交换树脂中毒后有哪些特征？

1、运行周期缩短，树脂使用时间越长，运行周期越短，在高价金属含量比较多的地区尤为明显。

2、树脂颜色变，新树脂的颜色为淡黄色甚至接近白色，而中毒的树脂为褐色甚至黑色。

3、出水水质变，表现为出水硬度(软化水)或电导率(除盐水)上升。

4、出水pH值降低。

5、出水二氧化硅含量增大。

6、清洗水量增加。

离子交换树脂中毒的解决方法：

1、空气擦洗法：

如果能够通过显微镜看到树脂表面的杂质，可以采用空气擦洗法，首先将水降低至距离树脂300-400毫米左右，然后不断的搅动树脂，大概10-15分钟左右，再用水进行反洗，直到水清澈为止。

2、酸洗法：

对铁离子这些不能被空气擦洗法清除的杂质，可以采用盐酸进行清洗，将水降低至距离树脂200-300毫米左右，然后用盐酸浸泡或低流速循环。

3、碱洗法：

被油脂污染的树脂，可以采用碱洗法进行清洗，使用温度为50-60摄氏度、浓度为5%的氢氧化钠进行碱洗，碱洗可以分为3-4次进行，每次的时间大概为4-6小时，在每次停止碱洗时用水冲洗树脂。

如何预防离子交换树脂中毒？

1、含有铁离子的水必须要进行除铁的处理，才能够进入交换器。

2、直接用井水或者自来水作为原水，要在进入水泵之前安装过滤器等过滤设备，防止水之中的杂质进入交换器。

3、树脂再生时使用的再生剂，要符合标准的要求，不能含有铁杂质。

❼ 阳离子交换树脂的注意事项

阳离子交换树脂使用注意事项：

一般阳离子交换树脂都是氢离子型，这样的话就用1～2%的稀硫酸浸泡，时间12小时或以上，再用水洗至中性，即可使用。不能用自来水洗，要有去离子水，树脂的ph一般不测定，测的是通过树脂流出来的溶液的ph。

由于在合成树脂过程中，树脂表面及空隙中混掺有低分子和一些无机杂质(如铜、铁等)、高分子单体物质，以及致孔剂等，因此树脂在正式投入运行之前，必须将这些杂质除去，否则在使用过程中会以各种方式污染树脂。特别应当指出，在含铬废水中，因铬酸是一种氧化剂，如树脂中有铜、铁，便有催化氧化作用，从而加快树脂氧化。预处理方法如下：1、热水洗涤准备使用的新树脂先用热水反复清洗。阳树脂可用70～80℃的热水，阴树脂(特别是强碱阴树脂)的耐热性较差，可用50～60℃的热水。开始浸洗时，每隔15分钟左右换水一次，浸洗时要不是搅拌，换水4～5次后，可隔30分钟左右换水一次，总共换水7～8次，浸泡至洗涤水不带褐色，泡沫很少时为止。

树脂的保养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。

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❽ ATS离子交换树脂

离子交换不明思议即是离子之间的动态置换，比如电镀铜系废水（焦内磷酸铜，硫酸铜。如容果含有碱铜（含氰），必须先加次氯酸钠进行破氰，破氰完后进行检测余氯控制在0.1ppm以下，如超标需要加亚硫酸钠进行除余氯。）用阳树脂进行吸附废水中的铜离子反应原理为：
R-H＋CuSO4 → R- Cu2+＋ H+ + SO42-
吸附饱和后再用硫酸解析：
R- Cu2+＋H2SO4 → R- H+＋Cu2+ + SO42-
当然根据废水重金属离子的成分、浓度以及PH值，选用的树脂型号也不同，使用方法也不一样，比如还可以采用弱酸阳树脂，螯合树脂等。以钠型形式吸附时置换出来的是Na+，然后再用硫酸解析，再用NaOH转型即可继续使用。

❾ 离子交换树脂的用途是什么呢

离子交换树脂的用途：

1、用于水中的各种阴阳离子的去除。

2、离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的酿造、生物制品等工业装置上。

3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。

4、在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。

目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

(9)重金属阳离子交换树脂扩展阅读：

注意事项：

1、离子交换树脂含有一定水分，不宜露天存放，储运过程中应保持湿润，以免风干脱水，使树脂破碎，如贮存过程中树脂脱水了，应先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放入水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。

2、冬季储运使用中，应保持在5-40℃的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量，若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水浓度可根据气温而定。

3、离子交换树脂的工业产品中，常含有少量低聚合物和未参加反应的单体，还含有铁、铅、铜等无机杂质，当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时，上述物质就会转入溶液中，影响出水质量，因此，新树脂在使用前必须进行预处理，一般先用水使树脂充分膨胀。

对其中的无机杂质（主要是铁的化合物）可用4-5%的稀盐酸除去，有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去，洗到近中性即可。如在医药制备中使用，须用乙醇浸泡处理。

❿ 树脂对 重金属的去除作用是离子交换和吸附作用两者的区别是什么

离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导应用
1）水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。

2）食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。

3）制药行业
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。

4）合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制备，就是用大孔型离子交换树脂作催化剂，由异丁烯与甲醇反应而成，代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。

5）环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。

6）湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

其他补充：
离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。
在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。

离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl－)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。
广泛的应用于水处理领域。