摘 要：本文主要涉及到的時(shí)應(yīng)用在聚乙二醇回收行業(yè)中的離子交換樹脂污染，指出主要污染物為有機(jī)物。并且選擇不同的復(fù)蘇液進(jìn)行復(fù)蘇處理，復(fù)蘇后樹脂交換量大幅度提高。為離子交換樹脂在聚乙二醇回收液中的使用和復(fù)蘇提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：聚乙二醇 離子交換樹脂 復(fù)蘇液 交換容量

中圖分類號：TQ425 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0082-02

線切割聚乙二醇的回收現(xiàn)在應(yīng)用日益廣泛，由于聚乙二醇在切割過程中會被氧化并帶入大量的金屬雜質(zhì)離子，在回收過程想用簡單的過濾方法很難將這些雜質(zhì)完全去除。離子交換樹脂能在液箱中與帶相同電荷的離子進(jìn)行交換反應(yīng)，此交換反應(yīng)是可逆的，即可用適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)沖洗，使樹脂恢復(fù)原有狀態(tài)，可供再次利用。利用離子交換去除回收液中的雜質(zhì)離子，可以提高回收液的品質(zhì)。離子交換樹脂現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于聚乙二醇回收行業(yè)。

雖然離子交換樹脂的使用已經(jīng)非常廣泛，但其在聚乙二醇回收液中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。開封萬盛新材結(jié)合近幾年應(yīng)用的實(shí)際情況，對離子交換樹脂的污染原因進(jìn)行了分析，并比較了不同的復(fù)蘇的方法，成功解決了樹脂受污染后產(chǎn)量下降，樹脂破碎等問題。

1 樹脂污染的原因和主要污染源分析

1.1 陰樹脂污染原因及污染后特征

進(jìn)水的各種大分子有機(jī)物是陰樹脂污染的主要來源[1]；因?yàn)殛帢渲慕Y(jié)構(gòu)和性能使其對大分子有機(jī)物存在不可逆反應(yīng)。低分子量有機(jī)物被樹脂吸附后，在再生時(shí)可以置換出來，因而不易污染樹脂。此外，來自陽樹脂的降解產(chǎn)物也會使陰樹脂受到有機(jī)物污染。國外經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，氫型陽樹脂含水量大于60%時(shí)，就會有相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物釋放到水中污染陰離子。被污染的強(qiáng)堿陰樹脂可出現(xiàn)以下特征。

（1）外觀顏色由開始的淺黃色，逐漸污染為淡棕色-深棕色-棕褐色-黑褐色，且樹脂破碎嚴(yán)重。

（2）再生后的強(qiáng)堿陰樹脂，其沖洗水量會明顯增大。

（3）工作交換容量下降，樹脂含水量下降，樹脂上的交換基團(tuán)發(fā)生變化，其中強(qiáng)堿基團(tuán)減少，弱堿基團(tuán)增多。

1.2 樹脂受有機(jī)物污染的判斷

浸泡后食鹽水的顏色樹脂被污染程度如表1所示。

1.3 陽樹脂受鐵污染的一般現(xiàn)象

陽樹脂受鐵污染時(shí)，樹脂顏色明顯變深，變暗。嚴(yán)重時(shí)變成暗褐色或黑色，再生困難，工作交換容量降低，制水量下降，且出水水質(zhì)變差。鐵污染程度的劃分如表2所示。

2 復(fù)蘇劑的選擇和復(fù)蘇對離子樹脂交換容量的影響

2.1 受污染情況的判斷

本文中主要選用了強(qiáng)堿性型陰離子交換樹脂和強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，從現(xiàn)場樹脂罐中取出這兩種樹脂用上述標(biāo)準(zhǔn)判斷，新的陰樹脂為淺黃色，現(xiàn)在為深紅色甚至黑色，新的陽樹脂為淡黃色，現(xiàn)在為深黃色。用食鹽水浸泡后，溶液為棕色?？梢钥闯鰳渲袡C(jī)物污染較為嚴(yán)重。用GB/T15337-1994測量鐵離子含量，發(fā)現(xiàn)其中鐵離子含量小于2.96×10-5，不是主要污染源。

2.2 復(fù)蘇液的選擇

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，最終采取選擇幾種復(fù)蘇液來做比較。堿性NaCl復(fù)蘇法即4%NaO H+10%NaCl混合液，在這種鹽堿溶液中加熱復(fù)蘇，樹脂在鹽和堿的交替作用下，樹脂骨架上的有機(jī)物處于最佳的移動狀態(tài)，不斷地被洗脫下來。一般而言，鹽堿法持續(xù)時(shí)間較短。但是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且用的較為廣泛。

有機(jī)溶劑復(fù)蘇法的理論依據(jù)是相似相容定理，即利用有機(jī)物易溶于有機(jī)溶劑的原理，用有機(jī)溶劑解析-萃取樹脂上吸著的有機(jī)物。常用的溶劑有：乙醇，丙酮-β-2.酮-甲醇-乙醇-異丙醇-環(huán)氧乙烷-二甲基甲酰胺。為提高解吸效果，可配合酸堿等其它解析劑使用。

表面活性劑復(fù)蘇法，常用的表面活性劑有：磺酸，苯磺酸，羧丙基磺酸等等。

氧化劑復(fù)蘇法是利用有機(jī)物的可氧化性來除去樹脂中的有機(jī)物的，即用氧化劑破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，使其變成小分子，從而從樹脂骨架上脫落下來。常用的氧化劑有臭氧，次氯酸鈉，次氯酸，次氯酸鈣，高氯酸，硝酸，雙氧水，過氧化鈉，高錳酸鉀，乙酸，氯氣等等。最終選用了其中五種來做比較：（1）鹽酸加雙氧水，最后再加堿復(fù)蘇溶液。（2）先用鹽酸泡，再加堿復(fù)蘇溶液。（3）乙醇加雙氧水。（4）乙醇。（5）堿溶液。按照GB/T5760-2000測定其全交換容[2]的結(jié)果比較如表3所示。

在同一溫度下，不同的復(fù)蘇液，浸泡后呈現(xiàn)深淺不一的顏色，表明它們對有機(jī)物的洗脫能力不相同；對鐵離子的洗脫能力也不相同。新樹脂報(bào)道的理論交換容量為3.8 mol/g，污染的樹脂全交換容量2.24 mol/g。

氧化型復(fù)蘇液會影響樹脂的機(jī)械強(qiáng)度，樹脂比較容易破碎，建議使用濃度要控制好。在本次試驗(yàn)中，雙氧水濃度為60 ml復(fù)蘇液加三到五滴。

2.3 復(fù)蘇前后動態(tài)交換容量的對比[3]

復(fù)蘇前后動態(tài)交換容量的對比如表4所示。選用第一種復(fù)蘇液復(fù)蘇后的樹脂進(jìn)行動態(tài)交換容量實(shí)驗(yàn)。從這個實(shí)驗(yàn)中可以看出，復(fù)蘇后的產(chǎn)量提高了50%。

3 結(jié)論

（1）經(jīng)過處理后效果很好，樹脂的顏色得到改善，交換能力也得到恢復(fù)，處理后樹脂的全交換容量提高。

（2）工藝改進(jìn)后避免了因廢棄樹脂而造成的污染，有利于環(huán)境的保護(hù)。

（3）由于樹脂交換能力得以恢復(fù)，使樹脂再生周期延長，耗鹽量相對減少，原料用料下降40%。

（4）延長樹脂使用壽命，樹脂被污染后，特別是被鐵污染后，會加速樹脂分解。延長再生周期，減少再生次數(shù)，也可以延長樹脂的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]田文華，郭安祥，馬海燕.離子交換樹脂污染原因分析及復(fù)蘇效果[J].西北電力技術(shù)，2000，（5）：4～7.

[2]GB/T5760-2000.

[3]王鳳英，羅書凱，侯鳳，等.重污染陰離子交換樹脂復(fù)蘇實(shí)驗(yàn)研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003（2）.