專利名稱：廢舊陰離子交換樹脂(201×7)的強(qiáng)化再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種廢舊陰離子交換樹脂(201×7)的強(qiáng)化再生方法。
離子交換樹脂本來在使用過程中是能夠用普通化學(xué)法反復(fù)再生的。但當(dāng)用普通法再生后樹脂的交換容量達(dá)不到應(yīng)有的水平(如不足2.0～2.4meq·/g干樹脂)時(shí)，即不得不廢棄而更換新品。關(guān)于廢舊陰離子交換樹脂(201×7)的強(qiáng)化再生法，迄今在國內(nèi)外均未見報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的在于充分挖掘廢舊陰離子交換樹脂(201×7)的內(nèi)在潛力，最大限度地利廢、節(jié)能。
本發(fā)明的熱點(diǎn)是工藝流程簡單易行;原材料價(jià)廉易得;成本低;見效快。
本發(fā)明的詳細(xì)說明如下陰離子交換樹脂(201×7)屬于苯乙烯～二乙烯基苯系列的強(qiáng)堿性季銨型凝膠樹脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下
式中R＝-CH3，-CH2-CH3，-CH2CH2OH等。它之所以具備交換陰離子的能力，是因?yàn)闃渲w粒中有許許多多個(gè)相對自由的平衡陰離子OH-。OH-與束縛于骨架上的
結(jié)合微弱，可被水中的其它陰離子，如Cl-，NO-3，SO＝4，PO≡4等等所取代。該取代過程即稱之為離子交換。正因?yàn)榇?，才賦予該樹脂以去除水中有害陰離子的能力。市售的成品樹脂的交換能力(稱交換容量)必須在某一規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以上。事實(shí)上，樹脂的交換能力不是永久不變的。在使用過程中，諸多因素促使其性能經(jīng)時(shí)下降，當(dāng)?shù)陀谀骋幌薅?如低于2.3meq·/g干樹脂)時(shí)，將不得不予以遺棄和報(bào)廢。目前，我國201×7樹脂的使用量約為17，000～18，000噸/年，其報(bào)廢量估計(jì)在15，000噸/年以上。大量報(bào)廢的樹脂實(shí)為棄之可惜，留之無用，甚至成害，但卻具有極大的可挖掘潛力。
本發(fā)明在技術(shù)上主要著眼于如下兩點(diǎn)(一)用化學(xué)法去除樹脂微孔中經(jīng)年積淀的污染物，如有機(jī)物、金屬鹽類等;
(二)用化學(xué)法修補(bǔ)已喪失交換能力的功能基，即
工藝流程示意圖見說明書附圖
。
回收的廢舊樹脂經(jīng)篩分水洗等物理法除雜后，移入固定的處理容器。先用等體積的4～8%的NaOH、6～20%的NaCl混合溶液浸泡處理12小時(shí)左右;然后改用等體積活性氯含量5～10%的次氯酸鈉溶液浸泡處理8～12小時(shí)，水洗至近中性后，再用三分之二體積的4～12%的稀硝酸處理10小時(shí)左右。水洗至中性，離心脫水，以備后用(如上過程均在18～30℃的溫度下進(jìn)行)。至此，廢舊樹脂的顏色可由黑褐色或棕紅色變?yōu)榻瘘S色，交換容量也可以從2.0meq·/g干樹脂升至2.4～2.5meq·/g干樹脂左右。
經(jīng)上述過程處理并離心脫水后，樹脂的含水量大體為50%左右。移入搪瓷或不銹鋼反應(yīng)釜。先經(jīng)10%重量分?jǐn)?shù)的NaAC或低碳醇溶漲半小時(shí)左右，即可針對功能基損壞的程度不同，選用氯乙醇～NaOH;三烷基胺～NaOH;無水三氯化鋁～甲醇體系之一進(jìn)行功能團(tuán)修復(fù)處理。反應(yīng)過程中，溫度通?？刂圃?0～50℃之間，反應(yīng)時(shí)間多為4～6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，即可放料并進(jìn)行后處理。經(jīng)全處理后，交換容量為1.8～2.2meq·/g干樹脂的廢舊樹脂，可提高到2.8meq·/g干樹脂以上，其它指標(biāo)也均合規(guī)定要求。
最佳實(shí)施例一在具塞500ml廣口瓶中，加入100g廢舊陰離子交換樹脂(交換容量為1.90meq·/g干樹脂、黑褐顏色)在18～30℃的溫度下，經(jīng)水洗和漂浮除雜后，盡可能干凈地傾去洗滌水，加入100ml含5gNaOH和10gNaCl的水溶液浸泡，其間不時(shí)搖動，12小時(shí)后，傾出處理液，改用活性氯含量為5%的80ml次氯酸鈉溶液同法處理8小時(shí)，水洗至近中性，再以6%的稀硝酸處理8小時(shí)，經(jīng)水洗至中性后，以水泵抽濾近干，并于90℃的烘箱中干燥6～8小時(shí)，放冷后移入500ml三口磨口圓底燒瓶，并配裝回流冷凝管、攪拌電機(jī)和滴液漏斗。先加入20ml二氯乙烷溶漲半小時(shí)，后加入80ml石油醚，并迅即加入30g無水三氯化鋁，待三氯化鋁溶解后，即由滴液漏斗在3小時(shí)內(nèi)滴加10ml無水甲醇。反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，冷至室溫，折除裝置，速將內(nèi)容物傾入內(nèi)裝500ml水的1000ml燒杯中，攪拌，半小時(shí)后，傾出液體，用分液漏斗分出油層，保留，待回收。所得樹脂經(jīng)減壓除去揮發(fā)物后，按部標(biāo)規(guī)定轉(zhuǎn)化為基準(zhǔn)型，并測定其交換容量。測定結(jié)果為，交換容量為2.94meq·/g干樹脂，樹脂顏色為淺黃色。強(qiáng)度在96%以上。
最佳實(shí)施例二前期處理同例一(廢樹脂的量仍為100g)。處理后的樣品經(jīng)水泵抽濾脫水后轉(zhuǎn)移于500ml磨口三口園底燒瓶中，按前法裝置好儀器，并加入27ml異丙醇，在30℃下溶漲40分鐘，之后升溫至50℃，加入溶有12gNaOH的水溶液60ml和氯乙醇20ml，攪拌下反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，傾出反應(yīng)液，先后經(jīng)95%的乙醇和水洗凈后，抽濾脫水。試樣的交換容器從2.2meq·/g干樹脂提高到2.88meq·/g干樹脂。顏色等性能均達(dá)到部標(biāo)規(guī)定的二級品標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種將廢棄的強(qiáng)堿性季銨型陰離子交換樹脂(201×7)經(jīng)篩分漂洗、絡(luò)合去污、氧化脫色、浸漬除鹽定型后，又用烷基化反應(yīng)恢復(fù)其交換功能，并且不損壞樹脂強(qiáng)度的再生方法。其特征在于以廢舊樹脂為原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于絡(luò)合去污工藝采用的處理液是濃度為4～8%的NaOH、6～20%的NaCl混合水溶液;處理時(shí)間為12小時(shí)左右;操作溫度為18～30℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于氧化脫色工藝采用的氧化劑是活性氯含量為5～10%的次氯酸鈉;處理時(shí)間為8～12小時(shí);操作溫度為18～30℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于浸漬除鹽定型工藝采用的浸漬液是濃度為4～12%的稀硝酸;浸漬時(shí)間為8～12小時(shí);溫度為18～30℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于采用的烷基化反應(yīng)體系要因季銨基團(tuán)的損壞程度的不同而異。當(dāng)其堿性減弱，但不失為胺類時(shí)，可采用無水三氯化鋁～甲醇體系。此時(shí)以石油醚為反應(yīng)介質(zhì);以10～20%(重量百分?jǐn)?shù))的二氯乙烷為溶漲劑;以0.1～0.4mol·的無水三氯化鋁為催化劑;以0.2～0.5mol·的無水甲醇為甲基化試劑;反應(yīng)溫度為30～50℃;反應(yīng)時(shí)間為4～6小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于采用的修復(fù)功能基的反應(yīng)體系要因季銨基團(tuán)的損壞程度的不同而異。當(dāng)其堿性減弱，但不失為胺類時(shí)，可采用氯乙醇～NaOH體系。此時(shí)以水為反應(yīng)介質(zhì);以10～20%(重量百分?jǐn)?shù))的NaAC、異丙醇、異丁醇等中的一種為溶漲劑;以10～20%(重量百分?jǐn)?shù))的氯乙醇為羥乙基化試劑;以8～15%的NaOH為脫鹽劑;反應(yīng)溫度為30～50℃;反應(yīng)時(shí)間為4～6小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的方法，其特征在于采用的烷基化反應(yīng)體系要因季銨基團(tuán)的損壞程度的不同而異。當(dāng)堿性大部分喪失時(shí)，可采用三甲胺～NaOH季銨化反應(yīng)體系，或與權(quán)利要求5.及6.所述的方法并用的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢舊陰離子交換樹脂(201×7)的強(qiáng)化再生方法。該法分前后兩段。前期處理主要包括篩分除雜、漂洗和絡(luò)合去污、氧化脫色、浸漬定型等；后期工藝是區(qū)別不同情況采用氯乙醇～堿體系、無水三氯化鋁～甲醇體系和三甲胺～堿體系等之一種修復(fù)功能基。通過全程處理，可使廢舊樹脂(201×7)的綜合性能指標(biāo)達(dá)到現(xiàn)行部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級品以上的水平。方法可靠、簡單易行，節(jié)能利廢。
文檔編號B01J49/00GK1067595SQ9210415
公開日1993年1月6日 申請日期1992年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月8日
發(fā)明者方向東, 馬俊山, 安杰, 初玉庫 申請人:方向東, 馬俊山, 安杰, 初玉庫