除重金属螯合树脂的选择性与交换能力

　　离子交换树脂的选择性与规律性

　　由于离子交换树脂对于水中各种离子吸着(或吸附)的能力不相同，对于其中一些离子很容易被吸着，而对另一些离子却很难吸着。被树脂吸着的离子，在再生的时候，有的离子很容易被置换下来，而有的却很难被置换。离子交换树脂的上述这种性能称之为选择性。树脂的选择性在实际水处理运行中，将影响离子交换过程和树脂的再生过程。离子交换树脂的选择性有其一定的规律性，例如，水中离子载的电荷越大，就越易被离子交换树脂吸着。反之，如果离子的电荷越小，就越不容易被吸着，如二价的离子比一价的离子更易被吸着。但如果离子载有相同的电荷时，原子序数大的元素所形成的离子的水合半径小，就容易被离子交换树脂所吸着。在含盐量不太高的水溶液中，常见离子的选择性次序为：

离子交换树脂

　　1、对于强酸性阳离子交换树脂：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+>Li+。

　　2、对于强碱性阴离子交换树脂：SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HsiO3-。

　　3、对于弱酸性阳离子树脂：H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+。

　　4、对于弱碱性阴离子交换树脂：OH->SO42->NO3->PO43->Cl->HCO3->HsiO3-。但必须指出，选择性能还与离子交换树脂的活性基团有关。

离子交换树脂

　　失效树脂可以通过再生重新获得交换能力

　　为了说明上述问题，以Na型树脂交换水中Ca2+，制取软化水来加以说明。当把含有Ca2+的水通入Na型离子交换树脂时，Na型树脂即吸着水中的Ca2+，并把本身含有的Na+释放出来：2Rna+Ca2+→R2Ca+2Na+交换反应的结果，除去了水中的Ca2+。

　　当上述交换反应达到平衡时，根据质量作用定律，可得出：KNaCa=式中KNaCa—平衡常数；[R2Ca]、RNa]—分别表示反应达到平衡时，树脂中Ca2+，Na+的浓度，mol/L；[Ca2+]、[Na+]—分别表示反应达到平衡时，水中的Ca2+，Na+浓度，mol/L。当运行到出水中Ca2+含量开始上升时，表示树脂失效了。

离子交换树脂

　　为了使树脂重新获得交换能力，就要用NaCl对树脂进行再生：2NaCl+R2Ca→2Rna+CaCl2。此时，尽管KNaCa>1，不利于树脂的再生，但由于再生时，NaCl的浓度很高，而Ca2+的浓度又很小，就可以使再生反应进行下去。所以在化学水处理中，就是通过提高再生剂的浓度，反复利用离子交换平衡的移动，使失效的树脂重要获得交换能力。