• בית /
• יון חילופי התהליך

תהליך החלפת היונים

חילוף יונים

במילים פשוטות, Ion Exchange הוא הנתינה והקבלה של יונים בין חומרי חילוף יונים ונוזל תהליך. הוא מתקיים כנוזל התהליך זורם דרך חומר חילוף היונים. יונים ניידים על חומר חילוף היונים הם החליפו עם יונים בנוזל התהליך. ביישומי Ion Exchange של La Habra ריתוך חומר חילוף היונים הוא מטריצת קופולימר הופעלה מורכבת מחרוזים נקבוביים (שרף) ואת נוזל התהליך הוא מסיים בשפכי מערכת.

מחליפי יונים אופייניים הם שרפים החלפת יונים (פונקציונליות נקבובי או פולימר ג'ל), זאוליטים, מונטמורילוניט, חרסית וחומוס אדמה. מחליפי יונים הם או מחליפי קטיון שמחליפים יונים בעלי מטען חשמלי חיוביים (קטיונים) או מחליפי אניון שמחליפים יונים טעונים שלילי (אניונים). ישנם גם מחליפי amphoteric כי הם מסוגלים להחליף שני קטיונים ואניונים בו זמנית. עם זאת, מטבע בו זמני של קטיונים ואניונים יכול להתבצע בצורה יעילה יותר במיטות מעורבות המכילות תערובת של אניון ורפי חילוף קטיון, או שעבר את הפתרון שטופל באמצעות מספר חומרי חילוף יונים שונים.

מחליפי יונים יכולים להיות בררנים או שיש העדפות מחייבות ליונים או קבוצות מסוימים של יונים, תלוי במבנה הכימי שלהם. זה יכול להיות תלוי בגודל של היונים, פריצה שלהם, או את המבנה שלהם. דוגמאות אופייניות של יונים שיכולים להיקשר למחליפי יונים הן:
*H + (פרוטון) וOH-(הידרוקסיד);
*יוני monatomic יחיד טעונים כמו Na +, K +, וCl-
*טעון זוגי יוני monatomic כמו Ca2 + וMg2 +;
*יונים אנאורגניים polyatomic כמו SO42 וPO43-;
*בסיסים אורגניים, בדרך כלל מולקולות המכילות את הקבוצה-NR2H הפונקציונלי אמינו +;
*חומצות אורגניות, לעתים קרובות מולקולות המכילות-COO-קבוצות פונקציונליות (חומצה קרבוקסילית);
*ביומולקולות שיכול להיות מיונן: חומצות אמינו, פפטידים, חלבונים, וכו '

חילוף יונים בהפרדת מתכת
תהליכי חילופי יונים משמשים להפריד ולטהר מתכות, כוללים הפרדת אורניום מפלוטוניום ואקטינידים אחרים, כולל תוריום, ולנתן, ניאודימיום, איטרביום, סמריום, וטציום, אחד מהשני וlanthanides האחר. ישנן שתי סדרות של מתכות נדירות כדור הארץ, lanthanides ואקטינידים. יש חברים של כל משפחת תכונות כימיות ופיזיות דומות מאוד. מחליפת יונים, הייתה במשך שנים רבות את הדרך המעשית היחידה להפריד בין העולמים הנדירים בכמויות גדולות. יישום זה פותח ב1940s על ידי פרנק Spedding. בהמשך, מיצוי בממסים יש בעיקר החליף שימוש שברפי חילוף יונים פרט למוצרי טוהר הגבוהים ביותר.

מקרה חשוב מאוד הוא תהליך Purex (תהליך מיצוי פלוטוניום אורניום) המשמש להפרדת פלוטוניום והאורניום ממוצרי הדלק המשומש מכור גרעיני, וכדי להיות מסוגל להיפטר מהפסולת. לאחר מכן, פלוטוניום ואורניום זמינים להכנת חומרים גרעינית באנרגיה, כגון דלק גרעיני חדש ונשק גרעיני.
חרוזים מחליפת היונים, הם גם מרכיב חיוני בכריית אורניום ליץ באתרו. שחזור באתר כרוך בשאיבת מים אורניום נושאות (לדירוג נמוך כמו U3O8 .05%) באמצעות קידוחים.פתרון האורניום מופק לאחר מכן מסונן באמצעות חרוזים השרף. באמצעות תהליך חילוף יונים, חרוזים השרף למשוך אורניום מהפתרון. אז רפי אורניום טעון מועברים למפעל לעיבוד, שבו U3O8 מופרד מחרוזי השרף וyellowcake מיוצר. אז יכולים להיות חזרו חרוזים השרף למתקן חילוף היונים שבו הם בשימוש חוזר.

תהליך החלפת היונים משמש גם כדי להפריד בין סטים אחרים של אלמנטים דומים מאוד כימיים, כגון זירקוניום והפניום, שדרך אגב הוא גם מאוד חשוב לתעשיית הגרעין. זירקוניום הוא כמעט שקוף לניטרונים חופשיים, המשמשים בבניית כורים, אבל הפניום הוא בולם חזק מאוד של ניטרונים, המשמשים במוטות בקרת כור.

זפת מחליפת היונים,

שרף חילוף יונים או פולימר החלפת יונים הוא מטריצה ​​בלתי מסיס (או מבנה תמיכה) בדרך כלל בצורה של חרוזים קטנים (בקוטר 0.5-1 מ"מ), בדרך כלל לבנים או צהבהבים, מפוברקים בין מצע פולימר אורגני.חרוזים הם בדרך כלל נקבוביים, המספקים שטח פנים גבוהים.הלכידה של יונים מתרחשת במקביל השחרור של יונים אחרים, ולכן התהליך נקרא החלפת יונים. ישנם סוגים רבים של שרף חילוף יונים.הרפים המסחריים ביותר עשויים מsulfonate הקלקר.

רפי מחליפת היונים, נמצאים בשימוש נרחב בהפרדה שונה, טיהור, ותהליכי טיהור.דוגמאות הנפוצות ביותר הן לריכוך מים וטיהור מים. במקרים רבים שרפי חילוף יונים הוכנסו בתהליכים כגון אלטרנטיבה גמישה יותר לשימוש בזאוליטים טבעיים או מלאכותיים. כמו כן, שרפי חילוף יונים הם יעילים מאוד בתהליך הסינון ביו דיזל.

אם יש לך עניין באבקת טונגסטן, אל תהסס לפנות אלינו בדוא"ל מרגיש: sales@chinatungsten.com או בטלפון: +86 592 5129696

לפרטים נוספים>>

טונגסטן אבקה