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離子交換法的原理是什么?
離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動(dòng)的離子與被處理的溶液中的離子之間的離子擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間的濃度差和交換劑上的功能基對(duì)離子的親和能力，這就是離子交換的基本原理。
離子交換劑是實(shí)現(xiàn)交換功能的最基本物質(zhì)，根據(jù)其材料性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑，又可分為天然離子交換劑和人工離子交換劑。天然離子交換劑有粘土、沸石、褐煤等，人工合成天然離子交換劑有凝膠樹脂、大孔樹脂、吸附樹脂、氧化還原樹脂、螯合樹脂等。按其交換能力又可分為強(qiáng)堿性樹脂、弱堿性樹脂、強(qiáng)酸性樹脂、弱酸性樹脂等多種類型。離子交換樹脂實(shí)際上是由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子固體與附著在母體上的許多活性基團(tuán)構(gòu)成的不溶性高分子電解質(zhì)。
離子交換法在廢水處理中有哪些應(yīng)用?
在廢水處理中，離子交換法可用于去除廢水中的某些有害物質(zhì)，回收有價(jià)值化學(xué)品、重金屬和稀有元素，或?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)水資源的重復(fù)利用。主要用于處理電鍍廢水，如鍍鉻廢水、鍍鎳廢水、鍍鎘廢水、鍍金廢水、鍍銀廢水、鍍鋅廢水、鍍銅廢水及含氰廢水等，在膠片洗印廢水中回收銀、CD-2、CD-3等貴重化學(xué)藥品，還可用于其他含鉻廢水、含鎳廢水和含汞廢水、放射性廢水的處理。
每升含鉻數(shù)十至數(shù)百毫克的電鍍廢水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾去除懸浮物，再經(jīng)陽(yáng)離子交換器除去金屬離子，然后進(jìn)入陰離子交換器除去Cr2O7-和Cr2O4-，出水六價(jià)鉻的含量小于0.5mg/L，還可作為清洗水循環(huán)使用。陰樹脂用12%NaOH再生后，再生液含鉻可高達(dá)17g/L，將此再生液H型陽(yáng)離子交換器使Na2CrO4轉(zhuǎn)變成鉻酸，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮7～8倍后，可返回電鍍槽重新使用。
離子交換法處理電鍍廢水，第一個(gè)陽(yáng)離子交換器的作用有兩個(gè)，一是除去金屬離子及雜質(zhì)，減少對(duì)陰樹脂的污染，因?yàn)橹亟饘賹?duì)樹脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值，使六價(jià)格以Cr2O7-存在，因?yàn)殛帢渲珻r2O7-的選擇性大于Cr2O4-和其他陰離子的選擇性，而且交換一個(gè)Cr2O7-除去兩個(gè)Cr6+，面交換一個(gè)Cr2O4-只能除去一個(gè)Cr6+。由于Cr2O7-是強(qiáng)氧化劑，容易引起樹脂的氧化性破壞，因此一定要選用化學(xué)穩(wěn)定性較好的強(qiáng)堿性樹脂。
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