سه گروه اصلي رزين تبادل يوني وجود دارد:

رزين هاي كاتيوني: اين ها مبدل هاي كاتيوني هستند كه مي توانند با گروه هاي عاملي كاتيون ها در محيط آبي واكنش دهند.

رزين هاي آنيوني: اصلاح كننده هاي آنيوني كه مي توانند گروه هاي عاملي را با آنيون هاي محيط آبي واكنش دهند.

رزين هاي ميكس بد برخي از مواد توانايي تبادل آنيون ها و كاتيون ها را دارند و به آنها مبدل هاي يوني آمفوتريك مي گويند.

رزين هاي تبادل يوني به طور كلي در سيستم هاي تصفيه آب براي نرم كردن آب (حذف سختي) و تصفيه آب (ديونيزه كردن) استفاده مي شود.

رزين كاتيوني

رزين هاي مورد استفاده در فرآيندهاي نرم شدن آب، رزين هاي كاتيوني هستند. رزين كاتيوني يون هاي كلسيم و منيزيم موجود در آب را توسط يون سديم از آب نمك در طول شستشوي معكوس سيستم هاي نرم كننده آب جابجا مي كند. بنابراين، يون هاي آهك ساز حذف مي شوند. هنگامي كه رزين اشباع شد، آن را با نمك شسته و دوباره استفاده مي شود. رزين آب را با حذف تمام يون هاي كاتيوني و آنيوني موجود در آب تصفيه مي كنند. رزيني كه به حد اشباع مي رسد با اسيد و كاستيك شسته شده و دوباره استفاده مي شود.

رزين كاتيوني جامدي است به شكل بستري از دانه‌هاي متخلخل به قطر 0.2 تا 3 ميلي‌متر كه يون‌هاي كلسيم و منيزيم موجود در آب سخت را نگه مي‌دارد تا جايگزين يون‌هاي سديم شود و در خروجي آب نرم شود. هنگامي كه رزين اشباع مي شود، يعني يون هاي كلسيم و منيزيم ديگر نمي توانند متصل شوند، بايد بازسازي انجام شود.با توجه به رزين هاي ميكس بد، آنها عمدتاً در هنگام تصفيه آب در مرحله تصفيه به منظور به دست آوردن آب غير معدني (به عنوان مثال پايين دست يك واحد اسمز) استفاده مي شوند. همانطور كه از نام آن پيداست، رزين بستر مخلوط از رزين كاتيوني اسيد قوي و رزين آنيوني باز قوي تشكيل شده است. كاربردهاي متداول عمدتاً توليد آب فوق خالص، دمينراليزاسيون، تميز كردن تجهيزات ميكرو الكترونيكي، صنعت داروسازي و غيره است.

موارد استفاده اصلي مبدل هاي يوني

اين موارد عبارتند از:

در صنعت، حذف يون هاي Ca2+، Mg2+، Fe2+ و Mn2+ از آب

تصفيه قند

جداسازي عناصر ارزشمند مانند طلا، نقره و اورانيوم از مواد معدني

به عنوان يك كاتاليزور در واكنش هاي استري و هيدروليز

روند كار رزين تبادل يوني كاتيوني

رزين‌هاي تبادل يوني پليمرهايي هستند كه مي‌توانند يون‌هاي خاصي را در پليمر با يون‌هاي موجود در محلولي كه از آن‌ها عبور مي‌كند مبادله كنند. اين توانايي در سيستم هاي مختلف طبيعي مانند خاك و سلول هاي زنده نيز ديده مي شود. هدف از تصفيه آب معمولاً نرم كردن آب يا حذف كامل مواد معدني است. آب آن را با استفاده از يك resorile كه حاوي كاتيون هاي Na+ است، نرم مي كند، اما Ca2+ و Mg2+ را قوي تر از Na+ متصل مي كند. همانطور كه آب از رزين عبور مي كند، رزين Ca2+ و Mg2+ را مي پوشاند و Na+ را آزاد مي كند تا آب نرم تر شود. اگر محتويات معدني آب نياز به حذف كامل داشته باشد، از يك جذب كننده حاوي H+ (جايگزين همه كاتيون ها) و سپس مربع دوم حاوي OH عبور داده مي شود. H+ و OH- سپس با هم واكنش مي دهند و آب بيشتري مي دهند.

اين فرآيند داراي معايبي مانند تشكيل مواد آسيب‌رسان به رزين در برخي آب‌ها (مانند مواد آلي يا يون‌هاي Fe3+) است، اما در مجموع مزاياي اين فرآيند (طول عمر رزين‌ها، نگهداري ارزان و غيره) بيشتر از معايب آن است. علاوه بر اين، اين فرآيند بسيار سازگار با محيط زيست است، زيرا فقط با موادي كه قبلاً در آب وجود دارند سروكار دارد.

بازدید :