روش تبادل یون

روش تبادل یون

اسلاید 1: روش تبادل یونکاربرد این روش برای فلزات گرانقیمتی مانند طلاء و نقره و همچنین سایر یونهایی که بازیافت آنها مقرون به صرفه باشد توصیه شده است با توجه به اینکه این روش هیچ گونه مواد شیمیائی جدیدی را به پساب خروجی وارد نمیکند میتواند روش مناسبی برای تصفیه فاضلابهائی باشد که در ان حجم فاضلاب تولیدی پائین و غلظت مواد آلاینده در آن زیاد است .

اسلاید 2: آشنائي رزینهای تبادل یونی

اسلاید 3: تاریخچه رزينهاي تبادل يوني رزینهای نسل اول1850- کشف اثر تبادل یون توسط یک دانشمند انگلیسی بنام Thampson متوجه گردید1885 - کشف برگشت پذیر بودن تبادل یون یک توسط یک شیمی دان آلمانی به نام Eichman1905 - استفاده از ستونهای مواد معدنی آلومینیوم سیلیکات جهت سختی گیری از آب توسط دانشمند آلمانی دیگر بنام Gans1935 - افزایش استفاده از زغال سولفاته شده در تبادل یون

اسلاید 4: رزینهای نسل دوم1944 - ساخت رزینهای تبادل کاتیونی از نوع اسید سولفونیک پلی استیرین توسط یک محقق آمریکایی بنام d’Alelio 1946 - تولید رزینهای تبادل آنیونی از طريق کلرومتیله کردن و آمینه کردن دانه های پلی استیرن توسط Mc Burney

اسلاید 5: انواع رزینهای تعویض یونی از نظر نوع یون قابل مبادله - رزینهای کاتیونی رزینهای کاتیونی قویرزینهای کاتیونی ضعیف- رزینهای آنیونی رزینهای آنیونی قوی رزینهای آنیونی ضعیف

اسلاید 6: رزینهای کاتیونی قویرزین های کاتیونی اسید قوی از این جهت نامیده می شود ، چون رفتار شیمیایی آنها مشابه اسید قوی است. این رزین ها حاوی اسید ( ) و شکل نمکی آن ( ) می باشد.رزین های کاتیونی سدیمی از نوع قوی نه فقط کاتیون های مولد سختی آب بلکه همه یونهای فلزی را با سدیم تعویض می کنند.

اسلاید 7: احیای رزین کاتیونی قویبرای احیاء این نوع رزینها کافی است که رزین را با آب نمک شستشو دهیم تا رزین به فرم اولیه خود یعنی RNa تبدیل شود. برای احیاء این نوع رزین باید از یک اسید قوی چون اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک استفاده کرد. ترتیب گزینش نسبی کاتیونها برای جذب بوسیله تعویض کننده کاتیونی قوی به شکل زیر می باشد

اسلاید 8: رزین تبادل یونی کاتیونی

اسلاید 9: رزین های کاتیونی ضعیف گروه فعال در این نوع رزینها بجای سولفونیک، کربوکسیلیک است. این گروه مانند اسیدهای آلی ضعیف در محیط اسیدی یونیزه نمی شوند اما در محیط قلیائی یونیزه شده و یون متحرک خود را می توانند تعویض نمایند. بنیان رزینهای کاتیونی ضعیف را با Rc نشان می دهند.

اسلاید 10: احیاء رزین کاتیونی ضعیفبرای احیای رزینهای کاتیونی ضعیف از هر نوع اسیدی می توان استفاده کرد. ترتیب گزینش کاتیونها بوسیله تعویض کننده کاتیونی ضعیف به صورت زیر می باشد

اسلاید 11: رزين هاي آنيوني قوی رزینهای آنیونی را با ZOH نشان دهیم که Z معرف همه شبکه رزین بدون یون متحرک است وقتی که آب از روی رزین های آنیونی ZOH از نوع قوی عبور کند بنیان اسیدها توسط این نوع رزینها جذب شده و بجای آنها یون هیدروکسیل آزاد می شود.

اسلاید 12: ترتیب گزینش تجربی در مورد رزینهای آنیونی قوی به ترتیب زیر می باشد:

اسلاید 13: رزین های آنیونی ضعیف این رزینها قادر به حذف اسیدهای معدنی قوی مثل HCL و هستند اما قادر به حذف اسیدهای ضعیف (که دارای درجه یونیزاسیون پائینی هستند) مثل اسید کربنیک و اسید سیلسیلک نیستند و به همین دلیل این رزینها را اغلب جاذب اسید می نامند و بنیان آنها را با Ra نمایش می دهند.

اسلاید 14: احیاء رزین آنیونی ضعیفجهت احیاء رزینهای آنیونی ضعیف با استفاده از یک محلول قلیائی، اسیدهای جذب شده توسط رزین را خنثی نموده و به صورت نمک آزاد می گردد. ترتیب گزینش در مورد رزینهای آنیونی ضعیف به ترتیب زیر می باشد:

اسلاید 15: مروري بر تحقيقات انجام شده اقاي نعمت اله اسمي زاده در پايان نامه خود با عنوان ” جلوگيري از اتلاف كروم در صنعت آبكاري و بررسي امكان بازيافت آن به روش تبادل يون“ ( در سال 1378 در مورد امكان استفاده از رزينهاي تبادل يوني در حذف نقره ميگويد :”نظر به اينکه نقره هم به شکل کاتيون مثبت و هم به صورت آنيون منفي ( در حضور سيانيد تيوسولفات يا ساير پايدار کننده هاي موجود در وان پوشش دهي ) وجود دارد ؛ لذا بازيابي نقره با استفاده از رزين کاتيوني و انيوني هر دو امکان پذير است . زماني که نقره داراي بار مثبت است ، بهترين پاسخ از عملکرد مبدل کاتيوني ضعيف گرفته شده است” .

اسلاید 16: شکل ظاهری رزین تبادل یونی کاتیونی سدیمیمشخصات رزين مورد استفاده

اسلاید 17:

اسلاید 18: ماتریکس : Styrene - DVB Gel Copolimerگروه عملکردی : سولفونیکشکل ظاهری : دانه زرد مایل به قهوهای اندازه دانه ها : 0.3 تا 1.18 میلیمتر اندازه موثر : حداقل 0.4 میلیمترضریب یکنواختی : 1.6یون تبادل شونده : سدیمتغییر حجم در تغیر سدیم به هیدروژن : حداکثر 8 درصدظرفیت تبادل کل : 2 اکی والان در لیترپایداری رزین : در تمام pH ها پایدار استحداکثر دمای آب ورودی : 120 درجه سانتی گرادمحدودهpH قابل بهره برداری : 1 تا 14محدوده دمای قابل بهره برداری : 5 تا 100 درجهحداقل عمق رزین : 800 میلی مترمحدوده بار سطحی بهره برداری : 5 تا 50 m3/m2.hاحیا کننده : H2So4 HCl NaClمیزان احیا کننده : g/l 240-80 150-40 200 -60 غلظت احیا کننده : % 15-5 10-5 6- 1.5