離子交換樹脂濕法冶金原理， 離子交流法 4.1 概述 離子交流法是根據(jù)固體離子交流劑在與電解質(zhì)水溶液觸摸時(shí),， 溶液中的某種離子與 交流劑中的同性電荷離子發(fā)生離子交流效果,，成果溶液中的離子進(jìn)入交流劑，而交流劑 中的離子轉(zhuǎn)入溶液中的一種辦法,。 離子交流法是現(xiàn)在zui首要和運(yùn)用zui廣泛的化學(xué)別離方 法之一,，該法就其適用的別離目標(biāo)而言,，幾乎能夠用來(lái)別離一切的無(wú)機(jī)離子，一起也能 用于很多構(gòu)造雜亂,、性質(zhì)類似的有機(jī)化合物的別離,。                                        離子交換樹脂濕法冶金原理，該法就其可適用的別離規(guī)劃而言,， 它不僅能習(xí)慣工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)劃別離的請(qǐng)求,， 并且也能夠用于實(shí)驗(yàn)室微量物質(zhì)的別離和 剖析。例如： 其間,， 表明 H+ 型陽(yáng)離子交流劑,， 表明 Cl- 型陰離子交流劑。 離子交流是自然界中廣泛存在的景象,， 人類在長(zhǎng)時(shí)期中都在自覺不自覺中運(yùn)用著這 一進(jìn)程,，但真實(shí)承認(rèn)離子交流景象的，一般都認(rèn)為是兩位英國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)家 Tompson 和 Way ,。 1850 年他們報(bào)導(dǎo),，用硫酸銨或碳酸銨處理土壤時(shí)，銨離子被吸收而分出鈣,，土壤 即為有明顯離子交流效應(yīng)的離子交流劑,。 別的無(wú)機(jī)離子交流劑如硅酸鹽等到上一世紀(jì)初 現(xiàn)已在水的軟化、糖的凈化等很多方面有了工業(yè)規(guī)劃的運(yùn)用,。但無(wú)機(jī)離子交流劑一般不 能在酸性條件下運(yùn)用,。 1935 年 Adams 和 Holmes 研究組成了具有離子交流功用的高分子 材料聚酚醛系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交流樹脂和聚苯胺醛系弱堿性陰離子交流樹脂， 為人類獲得 性質(zhì)優(yōu)秀的離子交流劑拓荒了新的路徑,， 這一成就被認(rèn)為是離子交流開展進(jìn)程中zui首要 的事情,。 1945 年美國(guó)人 Alelio 成功地組成了聚苯乙烯系陽(yáng)離子交流樹脂， 此后又組成了 別的功用杰出的聚苯乙烯系,、聚苯烯酸系樹脂,，使離子交流變成在很多方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì) 的低能耗、高效率的別離技能,。后來(lái)離子交流樹脂的開展獲得首要打破,， Kunin 等人合 成了一種兼具離子交流和吸附兩種功用的大孔離子交流樹脂。                   ,，離子交流樹脂的組成和它 的運(yùn)用技能相互推進(jìn),，迅速開展，在化工,、冶金,、環(huán)保、生物,、醫(yī)藥,、食物等很多范疇 獲得了巨大成就和效益。 離子交流進(jìn)程能得以如此廣泛的運(yùn)用,，首要是因?yàn)殡x子交流法具有以下長(zhǎng)處： （ 1 ） 吸附的挑選性高,。能夠挑選適宜的離子交流樹脂和操作條件，使對(duì)所處理的離子具有較 2 高的吸附挑選性,。因此能夠從稀溶液中把他們獲取出來(lái),，或根據(jù)所帶電荷性質(zhì)、電離程 度的不一樣,，將離子混合物加以別離,。 （ 2 ）適用規(guī)模廣。處理目標(biāo)從痕量物質(zhì)到工業(yè)規(guī)劃,，規(guī)模廣泛,，特別適用于 從很多物質(zhì)中富集微量組分。 （ 3 ）多相操作,，別離簡(jiǎn)單,。因?yàn)殡x子交流是在固相和液相之間操作，經(jīng)過(guò)交流樹 脂后,，固液相已完成別離,，故易于操作。 在濕法冶金中,， 20 世紀(jì) 40 時(shí)代后期成立了*個(gè)離子交流色層法生產(chǎn)單一稀土元 素的實(shí)驗(yàn)工廠,， 1952 年南非把離子交流用于大規(guī)劃提鈾工業(yè)上， 這些年,， 因?yàn)榭茖W(xué)技能 的開展,， 已組成了各種功用的離子交流樹脂， 例如大孔網(wǎng)狀樹脂,、 兩性樹脂,、 螯合樹脂、 氧化還原樹脂,、均孔樹脂,、離子交流膜和離子交流纖維等，以滿意工業(yè)的需求,。                              ,，在濕法冶金中，現(xiàn)在離子交流首要用于下列幾個(gè)方面： (1) 從貧液中富集和收回有價(jià)金屬,，例如鈾的收回,、貴金屬和稀散金屬的收回； (2) 提純化合物和別離性質(zhì)類似的元素,， 例如鎢酸鈉溶液的離子交流提純和轉(zhuǎn)型,， 稀 土別離,，鉻鉿別離相超鈾元素別離等； (3) 處理某些工廠的廢水,； (4) 生產(chǎn)軟化水,。 自上世紀(jì) 60 時(shí)代以來(lái)，溶劑萃取法有了很大的開展,，在很多方面已替代了離子交 換法,，可是，在獲取高純稀有金屬化合物方面,，離子交流法仍然是現(xiàn)在的首要?jiǎng)e離辦法 之一,。 4.2 離子交流樹脂及其分類 4.2.1 離子交流樹脂的構(gòu)造 迄今為止，大家從自然界或許經(jīng)過(guò)人工組成,，現(xiàn)已找到了很多物質(zhì)能夠作為離子交 換劑,，按性質(zhì)能夠分為兩大類：一為無(wú)機(jī)化合物，稱為無(wú)機(jī)離子交流劑,，自然界中存在 的粘土,、沸石，人工制備的某些金屬氧化物或難溶鹽類等,；另一類是有機(jī)化合物,，即稱 為有機(jī)離子交流劑，其間運(yùn)用的是離子交流樹脂,，他們是人工組成的帶有離子 交流功用團(tuán)的有機(jī)高分子聚合物,。一般由以下三有些構(gòu)成： 1 ．高分子有些 高分子有些是樹脂的骨干，常用的為聚苯乙烯或聚丙烯酸脂等,，它起著連接樹脂的 3 功用團(tuán)的效果,。 2 ．交聯(lián)劑有些 它的效果是把全部線狀高分子鏈交聯(lián)起來(lái)，使之具有三度空間的網(wǎng)狀構(gòu)造,。        ,，這種網(wǎng) 狀構(gòu)造即是樹脂的骨架。 在網(wǎng)狀骨架中有必定巨細(xì)的孔隙,， 可答應(yīng)交流的離子自在經(jīng)過(guò),。 樹脂中交聯(lián)劑 ( 一般為二乙烯本 ) 所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為樹脂的交聯(lián)度： 樹脂的交聯(lián)度，在中國(guó)常用符號(hào)“×”后數(shù)字表明,，例如強(qiáng)堿 201 × 7 ,，表明交聯(lián)度 為 7 ％， 它的巨細(xì)決議了樹脂的機(jī)械強(qiáng)度,、 交流容量和溶脹性等性質(zhì),。 交聯(lián)度的影響有： （ 1 ）網(wǎng)狀構(gòu)造的緊密度 （ 2 ）孔徑巨細(xì) （ 3 ）交流速度 （ 4 ）挑選性 交聯(lián)度小，則對(duì)水的溶脹功用好，網(wǎng)眼大,，交流速度快,，但挑選性差，樹脂的機(jī)械 功用差,。相反,，交聯(lián)度大,，網(wǎng)眼小,，交流的挑選性高，機(jī)械強(qiáng)度高,，但對(duì)水的溶脹功用 差,，交流速度慢。 3 ．功用團(tuán)有些 它是固定在樹脂高分子有些上的活性離子基團(tuán),。 例如— SO 3 H ,， — COOH ， 在電解質(zhì) 水溶液中可電離出可交流離子 ( 如— SO 3 H 中的 H + ) 與溶液中的離子進(jìn)行交流,。功用團(tuán)的 品種,， 含量和酸堿性的強(qiáng)弱決議了樹脂的性質(zhì)和交流容量。 例如,， 聚苯乙烯 / 二乙烯苯型 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交流樹脂有如下的構(gòu)造?