半连续式密实移动床离子交换装置吸附K+特性

在一套半连续式密实移动床离子交换装置上,以001×7强酸型阳离子交换树脂作为吸附剂,研究了钾离子的吸附特性。结果显示,密实移动床离子交换柱全柱的钾离子吸附率能够达到99.71％及以上,排放树脂的吸附饱和度达90.76％;同一套装置,在进料条件和进出料控制要求相同的情况下,采用半连续式密实移动床操作的吸附时间为固定床操作的3/8。研究结果为密实移动床的操作和结构优化提供了参考依据,并表明该装置在离子交换领域具有广阔的应用前景。     

大孔螯合树脂对Pb2+的吸附行为及机理

通过静态和动态吸附实验,研究了Pb2+在D418树脂上的吸附行为,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱探讨了吸附机理. 结果表明,在所研究的条件范围内,Pb2+在D418树脂上的吸附是吸热过程,同时符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程;液膜扩散为Pb2+在D418树脂上吸附速率的主要控制步骤,随着溶液初始浓度的增大,吸附速率逐渐减小;313 K温度下树脂的静态饱和吸附容量为375 mg/g,在298 K下用3 mol/L的硝酸作为解吸剂,解吸率可达97%;最佳的解吸剂用量为5倍床层体积. 该树脂吸附操作简单,易再生,不产生二次污染,有望用于含铅废水的治理及铅的富集.     

密实移动床离子交换柱的颗粒输送能力

实验研究了工业上可用于从高放射性溶液中去除铯离子的φ280 mm密实移动床离子交换柱的颗粒输送能力及其影响因素. 实验结果表明,密实移动床的进液量、提升液表观操作流速和密实移动床中的交换剂高度是影响固体颗粒提升速率的因素,并从压力平衡的角度对实验现象进行了解释. 根据实验结果,对这些影响因素进行了无因次关联. 在本实验中,斜管内串液量保持恒定,串液的方向是由提升管流进离子交换柱底部,这说明细长斜管可以有效地减小串液量.     

D296树脂分离锆、铪洗脱的效果

介绍了在离子交换固定床上用D296强碱性阴离子交换树脂分离锆、铪的洗脱实验研究。吸附与洗脱实验的温度均控制在2~5℃,洗脱实验在饱和吸附的离子交换柱、过漏的离子交换柱、未过漏的离子交换柱中进行。研究结果表明:离子交换柱吸附状态以及洗脱剂酸度对分离效果有显著的影响。当离子交换柱存在交换区时,用任何酸度的硫酸作为洗脱剂,铪均被先洗脱出来,但高酸度的洗脱剂对分离锆、铪更有利;当离子交换柱为饱和状态时,低酸度和高酸度的洗脱剂洗脱,锆、铪不能得到分离。实验证明了单一的固定床分离锆、铪的效率低,要成功实现锆、铪的分离,需采用连续分离的离子交换移动床。     

固定床不同床深下的米格列醇离子交换性研究

为考察米格列醇在固定床树脂不同堆积高度下的离子交换吸附行为,采用称量不同量的D001树脂装入离子交换柱中,通过固定床堆积高度的改变,在上样液流速和浓度固定前提下研究米格列醇溶液与树脂间的离子交换规律性,并结合床深服务时间(BDST)模型对此条件下固定床透过曲线进行分析评价。结果表明:固定床堆积高度的增加,提高了树脂与米格列醇溶液间的接触时间和树脂总的可交换离子数,有利于离子交换过程的进行,树脂的吸附质量和吸附率都得到了相应提高,堆积高度的增加使饱和点时间变长,吸附效率变小;对固定床透过曲线进行BDST模型拟合分析,结果表明:该模型与实验值间具有很高的相关系数,计算的相关参数间差异很小,对于该离子交换体系,表明BDST模型能很好地应用于该体系的离子交换吸附过程。     

离子交换法分离铜酞菁废水中钼的实验研究

采用离子交换法分离铜酞菁废水中的钼,筛选出D301树脂分离性能最佳。通过静态吸附实验探讨树脂用量、溶液pH、初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明,树脂用量1 mL,pH=3.0,吸附时间18 h更适合作为吸附操作条件,提高初始浓度会使平衡吸附量增加,D301树脂吸附钼的过程符合Langmuir方程,为自发、熵增和吸热的过程。动态吸附实验得出,最佳进液流量为20 BV/h,树脂的饱和吸附量为181 mg/mL,钼的吸附率为31.5%。使用10%的氨水在2 BV/h的流量条件下对饱和树脂进行解吸,解吸剂用量5 BV时,解吸率可达84%,钼的富集倍数为152倍。     

混合离子交换树脂除盐的性能研究

研究了强酸型离子交换树脂D072和强碱型离子交换树脂D201混合吸附杂离子的性能。D072和D201的质量比为1∶2,考察其30℃时的吸附特性,结果表明,混合树脂符合兰格缪尔吸附模型,等温吸附平衡方程为q=7.55c/(0.97+c) (R2=0.9971)。此外,考察了树脂固定床的操作性能。进料流速与初始进料浓度对树脂固定床的穿透曲线影响显著,当液相初始进料浓度为800 mg/L、进料速度为3 min/L时,穿透时间为83 min,该操作条件大幅提高了离子交换树脂的吸附效率。     

电解锰废水中氨氮的离子交换法处理研究

采用001×7阳离子交换树脂去除电解锰废水中的氨氮,并对达到氨氮穿透点的树脂进行再生后重吸附,考察不同床体积流量的离子交换柱对氨氮的吸附效果以及再生后重吸附的性能。结果表明,床体积流量分别为3.75、2.50、1.88 BV/h时,离子交换柱穿透时间点分别为7.04、11.42、14.81 h;再生液流速为5.0 BV/h时能经济有效地完成氨氮解吸,解析完全所需时间为150 min;3组离子交换柱经过8次吸附-再生,性能稳定有效。     

Carrousel型模拟移动床在红霉素提取中的应用

为将模拟移动床技术推广到红霉素提取中,采取了以下步骤:首先通过固定床的吸附穿透和洗脱实验,确定树脂的基本吸附和洗脱参数;其次结合移动床设备指标,确定移动床循环工艺和运行参数;最终利用30柱Carrousel型模拟移动床,使用Amberlite XAD-16大孔吸附树脂,从实际的工业红霉素发酵液中提取红霉素。在树脂体积仅为2 700 mL,循环时间405 min,进料流速125 mL/min,进料液效价大约2 700 U/mL时,可连续提取得到效价高于45 000 U/mL的红霉素产品,同时产品收率在98%以上。该系统操作方便,运行成本低,环保压力轻,经计算其工业规模设备可替代红霉素提取工艺中的传统固定床系统。     

石煤水浸液中钒的富集研究

采用离子交换法对石煤水浸液中钒的富集进行了研究。通过静态树脂筛选实验,从四种离子交换树脂中筛选出D301树脂。在pH为6.55～7.12、室温25℃、树脂用量为20g、流速为12s/滴条件下,进行动态离子交换实验,树脂吸附量为142.5238mg/g湿,以4%NaCl+6%NaOH为解吸剂,解吸率达95%以上,解吸液最高峰为112g/L,平均解吸液浓度达70g/L左右,富集倍数为12～25倍,富集效果优良。水浸及中性环境避免了酸性腐蚀,减少了废酸、废水的排放量,大大减小了环境污染,符合清洁生产的宗旨。     

A Comparison of Continuous Counter-Current Ion Exchange Equipment for Regeneration of Resins

Three distinct types of continuous counter-current equipment for regeneration of ion exchange resin have been investigated. A pulsed, multi-stage column, a horizontal multi-stage stirred tank apparatus (the Morris contactor) and a periodically moving packed bed of resin were used. The resin residence time characteristics and axial mixing patterns were assessed. The moving packed bed system is most satisfactory and it has been shown that it can be superior to fixed bed apparatus.     

Nonionic adsorption of aromatic amino acids on a cation-exchange resin

Nonionic adsorption of aromatic amino acids on a cation-exchange resin (Dowex 50W-X8) was studied. At low concentrations, phenylalanine and tyrosine were adsorbed on the resin by monovalent ion-exchange process. Deviation from stoichiometric ion exchange became large as phenylalanine and tyrosine concentrations increased. On the other hand, aliphatic amino acids, glycine and alanine, were adsorbed on the resin by monovalent ion-exchange process. In column breakthrough experiments, the bed capacities for phenylalanine and tyrosine were higher than those for metal ions (Na⁺, Pb²⁺, and Ni²⁺) and the aliphatic amino acids. The increased capacities may be due to nonionic interaction between the aromatic amino acids and the polystyrene resin matrix. The nonionic interaction could be suppressed in 25% ethanol solution.     

亚胺基二乙酸树脂对金属镍的静态吸附及连续逆流U形解吸系统

研究了亚胺基二乙酸型螯合树脂R604对模拟含镍废水中镍离子静态交换吸附性能的主要影响因素,包括废水浓度、pH值、温度等,还研究了吸附平衡态、吸附过程的动力学,热力学,并给出了相应的模型,这些模型均与实验结果有很好的符合度,最后研究了独创的U形解吸柱系统对吸附饱和树脂的解吸性能,探讨了树脂停留时间、解吸液树脂流量比对解吸率和金属浓缩液浓度在柱体内分布的影响.研究表明,亚胺基二乙酸型树脂在废水金属离子镍的去除中有着高效、独特的性能,连续逆流U形解吸系统能提高重金属浓缩液浓度,并大幅度节省解吸液用量,减少解吸时间.     

Static adsorption properties of Ni（Ⅱ）by IDA resin and U-shaped continuous countercurrent desorption

研究了亚胺基二乙酸型螯合树脂R604对模拟含镍废水中镍离子静态交换吸附性能的主要影响因素,包括废水浓度、pH值、温度等,还研究了吸附平衡态、吸附过程的动力学、热力学,并给出了相应的模型,这些模型均与实验结果有很好的符合度。最后研究了独创的U形解吸柱系统对吸附饱和树脂的解吸性能,探讨了树脂停留时间、解吸液树脂流量比对解吸率和金属浓缩液浓度在柱体内分布的影响。研究表明,亚胺基二乙酸型树脂在废水金属离子镍的去除中有着高效、独特的性能,连续逆流U形解吸系统能提高重金属浓缩液浓度,并大幅度节省解吸液用量,减少解吸时间。     

弱酸树脂处理"负硬水"

用H 柱-脱气塔-Na 柱串联工艺处理"负硬水".H 柱浮动床,Na 柱固定床,均采用弱酸性阳离子交换树脂110.处理后的水在满足硬度要求的同时,碱度＜1.0 mmol/L,出水体积可高达H 交换柱树脂体积的260倍以上.运行结果表明,工艺具有操作简便、出水稳定、水质良好等优点,是处理"负硬水"非常好的方法.     

亚硫酸氢镁预处理麦秆废液中同步分离木质素磺酸盐和低聚木糖的方法研究

分别采用有机溶剂萃取法、超滤法、大孔树脂吸附法、离子交换法分离提取亚硫酸氢镁预处理麦秆废液中的木质素磺酸盐和低聚木糖。研究结果表明超滤法不能达到分离目的,有机溶剂沉淀和大孔树脂吸附可实现木质素磺酸镁的纯化,采用D380离子交换树脂进行离子交换层析可将废液中低聚木糖和木质素磺酸镁完全分离,回收所得低聚木糖和木质素磺酸盐纯度分别可达63.95%和91.28%。因此,D380树脂固定床离子交换法是一种简单有效的提取废液中高附加值产品的方法,可实现亚硫酸氢镁预处理麦秆废液的高值化利用,具有强劲的市场应用潜力。     

固定床吸附过程浓度分布方程的实际应用

本文介绍了固定床吸附过程浓度分布方程及其数学解,以及浓度分布方程在离子交换柱树脂层高度设计计算中的应用,并阐述在给定离子交换设备条件下,树脂的有效利用程度的计算。