離子交換樹脂的混合方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種離子交換樹脂的混合方法及混合裝置，其適用于制作高潔凈度的離子交換裝置的情形并且能夠穩(wěn)定得到高品質(zhì)。本發(fā)明提供的離子交換樹脂的混合方法及裝置，其將計量完成的多種離子交換樹脂與水加入混合槽(1)，通過一端側(cè)及另一端側(cè)分別連接至該混合槽的循環(huán)管路(10)，使離子交換樹脂與水通過泵(11)進(jìn)行循環(huán)并進(jìn)行攪拌，并且將非活性氣體通過散氣管(3)擴散至該混合槽(1)內(nèi)。在循環(huán)管路(10)上設(shè)有在線混合器(12)。
【專利說明】離子交換樹脂的混合方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種將不同種類的離子交換樹脂（例如，陰離子交換樹脂與陽離子交 換樹脂）在均勻且保持潔凈度的狀態(tài)下進(jìn)行混合的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為以往的離子交換樹脂的混合方法，有通過氣體或空氣進(jìn)行鼓泡而使混合槽內(nèi) 的離子交換樹脂和水產(chǎn)生流動而混合的方法（日本特開平7-116526)。
[0003] 使用于超純水制造工序的離子交換裝置需要保持高潔凈度，作為離子交換樹脂的 調(diào)整（洗凈或精制）方法，提出有日本特開2011-50898的方法，另外，作為將離子交換樹脂 填充在容器的離子交換裝置制造方法，提出有日本特開2011-11120的方法。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平7-116526
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2011-50898
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2011-11120


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 在專利文獻(xiàn)1中的離子交換樹脂的混合方法，在大氣中的塵?；蛭⒘Ｓ锌赡茉诨?合工序混入，并不適用于用來制作高潔凈度的離子交換裝置。
[0011] 本發(fā)明的目的是，提供一種適用于制作高潔凈度的離子交換裝置的情形并且能穩(wěn) 定得到高品質(zhì)的離子交換樹脂的混合方法及混合裝置。
[0012] 解決課題的方法
[0013] 本發(fā)明的離子交換樹脂的混合方法，其特征在于，將計量完成的多種離子交換樹 脂與水加入混合槽，通過一端側(cè)及另一端側(cè)分別連接至該混合槽的循環(huán)管路，使上述離子 交換樹脂與上述水通過泵進(jìn)行循環(huán)并進(jìn)行攪拌，同時將非活性氣體擴散至該混合槽內(nèi)。
[0014] 本發(fā)明的離子交換樹脂的混合裝置，其具有：接受計量完成的多種離子交換樹脂 與水的混合槽、一端側(cè)及另一端側(cè)連接至該混合槽的循環(huán)管路、設(shè)在該循環(huán)管路的泵、和將 非活性氣體擴散在該混合槽內(nèi)的散氣裝置。
[0015] 優(yōu)選在該循環(huán)管路上設(shè)置在線混合器。
[0016] 優(yōu)選該混合槽具有蓋并且設(shè)置有氣體排出裝置。
[0017] 優(yōu)選使用氮氣作為非活性氣體。
[0018] 本發(fā)明中，優(yōu)選在將混合完成的離子交換樹脂從混合槽排出移送時，也通過上述 循環(huán)管路使離子交換樹脂與水作循環(huán)。
[0019] 發(fā)明的效果
[0020] 本發(fā)明的離子交換樹脂的混合方法及裝置中，通過循環(huán)管路的泵，從混合槽內(nèi)的 下部抽取水的同時也抽取離子交換樹脂，并經(jīng)由循環(huán)管路回到混合槽的上部。通過反復(fù)此 動作，混合槽內(nèi)的多種離子交換樹脂產(chǎn)生流動，而在混合槽內(nèi)進(jìn)行攪拌、混合。進(jìn)一步地，本 發(fā)明中通過使非活性氣體擴散（鼓泡）至混合槽內(nèi)的水中，進(jìn)一步賦予復(fù)雜的流動，提高攪 拌效率，因此，可在短時間內(nèi)得到均勻的離子交換樹脂的混合狀態(tài)。
[0021] 本發(fā)明中，將混合槽制成有蓋且附加氣體排出裝置的半密閉狀態(tài)，通過在該混合 槽內(nèi)擴散非活性氣體，在混合槽內(nèi)形成一定的壓力，并且，非活性氣體一直（常時）從混合 槽內(nèi)透過氣體排出裝置被放出外部，因此，可以防止包含在大氣中的塵?；蛭⒘５幕烊?。
[0022] 通過在循環(huán)管路上設(shè)置在線混合器，使離子交換樹脂的混合效率提高。
[0023] 從易取得程度或潔凈度及成本方面考慮，優(yōu)選使用高純度的氮氣作為非活性氣 體。
[0024] 作為使用在循環(huán)管路的泵，優(yōu)選使用樹脂制的空氣泵（$ 7 - 7 )。通過使 用樹脂制的空氣泵，可以抑制雜質(zhì)從泵溶出，而且還可以輸送氣體混入液。另外，因為是以 壓縮空氣作驅(qū)動，所以也不會因超載導(dǎo)致發(fā)熱。另外，通過空氣調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，可以輕易控 制吐出壓力，非常安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的說明圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。圖1是關(guān)于本發(fā)明的實施方式的離子交換樹脂的混 合裝置的系統(tǒng)圖。
[0027] 混合槽1具有頂蓋la，該頂蓋la上設(shè)有氣體流出口 2作為氣體排出裝置。該氣體 流出口 2上也可以設(shè)置過濾器、或僅容許氣體從混合槽1內(nèi)流出的止回閥。
[0028] 在混合槽1內(nèi)的下部設(shè)有散氣管3,作為非活性氣體的氮氣可以從氮氣汽缸等氣 體源經(jīng)由氣體配管4及閥5進(jìn)行供給。在混合槽1內(nèi)的上部，設(shè)置有阻止離子交換樹脂的 通過，并且容許水通過的濾網(wǎng)（Strainer) 6,排水配管7連接至該濾網(wǎng)6。
[0029] 循環(huán)管路10的流入端連接至混合槽1的底部，該循環(huán)管路10的流出端連接至混 合槽1的上部。在該循環(huán)管路10設(shè)有空氣泵11和在線混合器12。較空氣泵11靠近流入 端側(cè)的循環(huán)管路10分歧出移送配管13,且通過設(shè)在該移送配管13的空氣泵14可將混合完 成的離子交換樹脂移送到填充裝置（省略圖示）。
[0030] 作為該混合完成的離子交換樹脂的移送配管，也可以在在線混合器的出口配管上 設(shè)置分歧出的配管并朝填充裝置移送。此時，僅需1臺空氣泵即可完成。
[0031] 以貫穿混合槽1的頂蓋la的方式，設(shè)置陰離子交換樹脂的導(dǎo)入配管16和陽離子 交換樹脂的導(dǎo)入配管17、和水的導(dǎo)入配管18。
[0032] 本發(fā)明中，所謂被混合的多種離子交換樹脂，除了在如陽離子交換樹脂與陰離子 交換樹脂的離子基具有陽離子交換性或者具有陰離子交換性的差異之外，也可以是，如即 使是同為陽離子交換樹脂，也是強酸性型陽離子交換樹脂與弱酸性型陽離子交換樹脂的情 況，以及如即使是同為陰離子交換樹脂，也是強堿性型陰離子交換樹脂與弱堿性型陰離子 交換樹脂的組合的，離子基的解離性不同的離子交換樹脂彼此之間的情形。
[0033] 通過上述構(gòu)成的混合裝置進(jìn)行的離子交換樹脂的混合順序如以下所述。
[0034] i)使氮氣從散氣管3向空的混合槽1內(nèi)流出，使混合槽1內(nèi)的空氣從氣體流出口 2流出，使得混合槽1內(nèi)形成潔凈的氮氣環(huán)境。
[0035] ii)將所計量的陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂與水一起通過配管16、17導(dǎo)入 至混合槽1內(nèi)。
[0036] iii)通過配管18將水導(dǎo)入混合槽1內(nèi)直至水從濾網(wǎng)6溢流為止。使用于離子交 換樹脂的混合的水為超純水層級的水，因此，用電極式液位計無法測定水位。因此，在本實 施方式中，通過利用濾網(wǎng)6的溢流形式來決定水位。
[0037] iv)使空氣泵11運作，讓離子交換樹脂及水的混合漿料通過循環(huán)管路10,并在混 合槽1內(nèi)產(chǎn)生流動以混合并攪拌離子交換樹脂。
[0038] v)進(jìn)行規(guī)定時間的上述iv)的混合之后，停止空氣泵11，再使空氣泵14運作以將 混合完成的離子交換樹脂向填充裝置移送。在該移送工序中為了不讓外部氣體混入混合槽 1內(nèi)而以使氮氣從氣體流出口 2排出的方式，持續(xù)朝散氣管3供給氮氣。再者，離子交換樹 脂的分離容易發(fā)生的情況下，也可在將離子交換樹脂朝填充裝置移送期間使空氣泵11運 作以持續(xù)進(jìn)行離子交換樹脂的混合。
[0039] 根據(jù)相關(guān)離子交換樹脂的混合方法及混合裝置，可以防止在離子交換樹脂的混合 步驟中空氣中的塵?；蛭⒘；烊牖旌喜?內(nèi)。因此，高潔凈度的混合離子交換樹脂被填充 至離子交換樹脂塔。由此，可以制造出水質(zhì)良好的超純水等的離子交換水。本發(fā)明適用于 超純水制造裝置中的特別是子系統(tǒng)（二次純水系統(tǒng)）的離子交換研磨機（非再生型離子交 換裝置）的制作（離子交換樹脂的充填）。本發(fā)明特別適用于，用來制作高純度的超純水的 超純水制造裝置，例如使用于晶片制造、半導(dǎo)體制造等的超純水制造裝置的離子交換裝置 的制作（離子交換樹脂的填充）。根據(jù)具有已填充通過本發(fā)明所混合的離子交換樹脂的離 子交換裝置的超純水制造裝置，可以容易制造出金屬濃度在lppt以下甚至0. lppt以下的 超純水。
[0040] [實施例]
[0041] 以下，說明實施例及比較例。
[0042] [實施例1]
[0043] 使用圖1所示的混合裝置按照上述順序，將陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂以 容積比1 :1進(jìn)行混合之后，在無塵室內(nèi)填充至離子交換樹脂的容器（72L)并制作離子交換 裝置。在該離子交換裝置中，將如表1所示的金屬離子濃度的超純水以SV = 60/h進(jìn)行24 小時通水。在第24小時所采取的離子交換裝置流出水的水質(zhì)如表1所示。
[0044] [比較例1]
[0045] 在離子交換樹脂的混合工序中，除了不進(jìn)行氮氣的擴散外，其余與實施例1相同 地制作離子交換裝置，并進(jìn)行通水試驗。在第24小時所采取的離子交換裝置流出水的水質(zhì) 如表1所示。
[0046] 表 1 (單位 ppt)
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種離子交換樹脂的混合方法，其特征在于，將計量完成的多種離子交換樹脂與水 加入混合槽，通過一端側(cè)及另一端側(cè)分別連接至該混合槽的循環(huán)管路，使上述離子交換樹 脂與上述水通過泵進(jìn)行循環(huán)并進(jìn)行攪拌，并且將非活性氣體擴散至該混合槽內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的混合方法，其中，在所述循環(huán)管路上設(shè)有在線 混合器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的離子交換樹脂的混合方法，其中，所述非活性氣體是氮氣。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的離子交換樹脂的混合方法，其中，在將混合完成的 離子交換樹脂從所述混合槽排出移送時，也通過上述循環(huán)管路使離子交換樹脂與水進(jìn)行循 環(huán)。
5. -種離子交換樹脂的混合裝置，其特征在于，其具有： 接受計量完成的多種離子交換樹脂與水的混合槽； 一端側(cè)及另一端側(cè)連接至該混合槽的循環(huán)管路； 設(shè)在該循環(huán)管路的泵；和 將非活性氣體擴散在該混合槽內(nèi)的散氣裝置。
6. 如權(quán)利要求4所述的離子交換樹脂的混合裝置，其中，在所述循環(huán)管路上設(shè)有在線 混合器。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的離子交換樹脂的混合裝置，其中，所述混合槽具有蓋，并且 在上部設(shè)有氣體排出裝置。
【文檔編號】B01F13/02GK104105547SQ201380008567
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】阿部哲, 佐藤伸 申請人:栗田工業(yè)株式會社