【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有沉降完全的 CaCO Mg（ OH） BaSO4微小顆粒，隨鹽水進(jìn)入螯合樹(shù)脂塔，將會(huì)堵塞螯合樹(shù)脂塔的微孔，甚至使螯合樹(shù)脂呈團(tuán)狀物，嚴(yán)重時(shí)有結(jié)塊現(xiàn)象，從而降低樹(shù)脂處理鹽水的能力。經(jīng)過(guò)過(guò)濾以后微小顆粒大部分被除去， Ca2+、Mg2+的含量有一定的降低，減輕了螯合樹(shù)脂負(fù)擔(dān)。 目前常用碳素管式過(guò)濾器。其流程見(jiàn)圖 14。 碳素管： 化學(xué)組成 ，無(wú)灰純碳（ % ）；除強(qiáng)氯化劑外，適用于從低溫到 200℃ 的酸性、中性、堿性的溶液。 操作分 三步 ： ① 預(yù)涂 　 過(guò)濾前必須在碳素管的外表面預(yù)先涂上一層厚薄均勻的助濾劑以防止鹽水中的懸浮物堵塞碳素管表面的微孔，以提高過(guò)濾器的過(guò)濾性能。操作時(shí)先通滿鹽水，用泵將鹽水和 α 纖維素配制成的懸浮液送到過(guò)濾器中，并且不斷循環(huán)，使涂層厚度達(dá) 2～ 3mm即可。 ② 助劑給料和助濾 把一次鹽水送入過(guò)濾器，同時(shí)用定量泵把與鹽水中 SS質(zhì)量相當(dāng)?shù)?α纖維素送入過(guò)濾器。 目的是利用 α纖維素在水中的分散性，使過(guò)濾器生成的泥餅在返洗時(shí)碎成小塊剝落。由于 α纖維素的骨架作用， α纖維素和截留在預(yù)涂層表面的 SS混合，形成新的過(guò)濾層，能保持一定的孔隙率，并且 具有不可壓縮性，從而降低過(guò)濾阻力和提高過(guò)濾速度。 ③ 清洗 切換下來(lái)的過(guò)濾器進(jìn)行返洗時(shí)將過(guò)濾后的精鹽水打入過(guò)濾器的濾液室內(nèi)，再通入壓縮空氣，濾液室內(nèi)的精鹽水受到壓縮空氣的壓力后迅速?gòu)墓茏拥膬?nèi)側(cè)流向管子的外側(cè)，碳素管外的助濾劑和濾餅立即卸出。如此返洗四次后就可達(dá)到再生效果。 一般情況下，過(guò)濾器經(jīng)過(guò) 48小時(shí) 后，就要 切換一次 。 一次鹽水精制過(guò)程中，為降低鹽水中的 Ca2+、 Mg2+離子 ,需適當(dāng)增加 Na2CO3和 NaOH的用量，除反應(yīng)外還過(guò)量一部分。一般含過(guò)量 NaOH為，含過(guò)量 Na2CO3為 。過(guò)濾后鹽水中某些指標(biāo)如下 ： NaOH； Na2CO3；Ca2++Mg2+4mg/L；SS1mg/L；pH值 pH 過(guò)濾后，鹽水中的 Ca2+、 Mg2+含量與過(guò)濾前相比降低了。但還存在沒(méi)有濾掉的 CaCO3和Mg(OH)2微粒， Mg(OH)2微粒溶解的 pH值為 ， CaCO3微粒溶解的 pH值為 。由于鹽水的 pH值為 ，這些微粒無(wú)法溶解。螯合樹(shù)脂只能吸附 Ca2+、 Mg2+，而不能吸附微粒中的 Ca、 Mg成分，造成二次鹽水中的 Ca2+、 Mg2+含量超標(biāo)，為杜絕這種現(xiàn)象，采用添加鹽酸來(lái)降低鹽水的 pH值， 使 Ca2+、 Mg2+微粒完全溶解 ，而被螯合樹(shù)脂吸附。 中和用的 鹽酸質(zhì)量 ： HCl≤31% （高純）Fe2+＜ 10mg/LCa2++Mg2+＜ ClO＜ 5mg/L 從 pH=7增加到 pH=8時(shí)，吸附能力的變化率變化最快， pH值低于 7和 pH值大于 9時(shí)，吸附能力的變化率逐漸降低，所以中和后選 pH從 8～ 10之間 較為合適。 選擇時(shí) 注意 兩點(diǎn) ： ① 實(shí)際操作中，選擇哪個(gè) pH值作為控制指標(biāo)，應(yīng)以樹(shù)脂塔出口 Ca2+、Mg2+的測(cè)定結(jié)果來(lái)決定。 ② 較低的 pH值有利于 SS的溶解，而較低的pH值降低了樹(shù)脂的吸附能力，故一定要以實(shí)際結(jié)果為準(zhǔn)。 4. 樹(shù)脂（吸附）處理鹽水 螯合樹(shù)脂有多種商品牌號(hào)， 如日本 CR CR11；德國(guó) LewotitTP208；法國(guó) ES46 ES466；中國(guó)上海 D751；中國(guó)天津 D412。 其化學(xué)組成：由母體和螯合基團(tuán)兩部分組成 母體 ： ① 苯乙烯和二乙烯基共聚物；② 苯乙烯式。螯合基團(tuán) ： ① 亞胺基乙酸型； ② 氨（胺）基磷酸型。 （ 1） 吸附（工作原理） ： 螯合樹(shù)脂 也是一種離子交換樹(shù)脂。與普通的交換樹(shù)脂不同的是它吸附金屬離子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如螯鉗物，故稱(chēng)螯合樹(shù)脂。 螯合物又叫內(nèi)絡(luò)合物 ，它是由中心離子和多基配位體形成的，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物。 其中 M是中心離子（金屬離子）， N、 O是可提供共用電子對(duì)的原子，中心離子和它們形成了兩個(gè)配位鍵，在適當(dāng)條件下，生成 穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 螯合樹(shù)脂的交換原理 是：螯合樹(shù)脂在水合離子作用下，交換基團(tuán) COONa水解成 COO和 Na+。在鹽水精制時(shí)，由于 樹(shù)脂對(duì)離子的選擇性H+＞ Ca2+＞ Mg2+》 Na+，所以鹽水中 Ca Mg2+就被樹(shù)脂螯合，形成穩(wěn)定性能高的環(huán)狀螯合物。 （ 2）脫吸、再生 當(dāng)塔內(nèi)樹(shù)脂床達(dá)到最大的吸附能力時(shí)，在流出塔的鹽水中鈣鎂離子會(huì)急劇增加。因此在樹(shù)脂床還未達(dá)到最大處理能力時(shí)，就要再生。 樹(shù)脂的 再生機(jī)理 ，可用下面兩個(gè)方程式表示。① 鈣鎂樹(shù)脂轉(zhuǎn)變成氫型樹(shù)脂（洗脫） 5%HCl 洗樹(shù)脂， pH=1時(shí)金屬離子全部洗脫。② 氫型樹(shù)脂轉(zhuǎn)變成鈉型樹(shù)脂 4%NaOH 調(diào)節(jié) pH為 14，樹(shù)脂又回到吸附前的狀態(tài)。 當(dāng)二塔串聯(lián)時(shí)， A→B則 A A A B4閥開(kāi)， B B B A4閥關(guān)閉。 當(dāng)二塔串聯(lián)時(shí)， B→A則 B B B A4閥開(kāi)， A A A B4閥關(guān)閉。當(dāng) A塔單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， A A4閥開(kāi)，其余閥關(guān)。當(dāng) B塔單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， B B4閥開(kāi)，其余閥關(guān)。 經(jīng)精制后 二次鹽水質(zhì)量指標(biāo)為 ：NaCl濃度 290～ 310g/LCa2+、 Mg2+總量 ≤20ppb（ 20μg/L）ClO3≤15g/LSO42≤5g/L懸浮物（ ） ≤1ppmSiO2≤15ppm其它重金屬離子 ≤思考題 [1]： 用于 氯堿工業(yè)的離子交換膜化學(xué)結(jié)構(gòu)怎樣？ 離子交換膜應(yīng)用于電解槽中，如何制得燒堿？（原理）為什么要對(duì)鹽水進(jìn)行精制？一次鹽水精制過(guò)程如何進(jìn)行？ 二次鹽水精制過(guò)程由哪幾部分構(gòu)成？鹽水二次精制過(guò)程有多步處理過(guò)程組成，為什么第一步是脫除次氯酸根？二次精制過(guò)程中，為什么要調(diào)節(jié)鹽水 pH值？如何選擇 pH值范圍？ 螯合樹(shù)脂的吸附工作原理和交換原理。四、離子膜電解工藝操作條件 * （ 一）基本概念 在電解過(guò)程中，由于在電極上要發(fā)生一系列副反應(yīng)，溶液中一些雜質(zhì)離子也要在電極上放電，以及電路漏電等因素，電解時(shí)的實(shí)際產(chǎn)量要比理論產(chǎn)量低。 實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量之比，稱(chēng)為電流效率或電流利用率，用 η 表示 。 在 現(xiàn)代氯堿工廠中，電流效率一般為 95% ～ 97% 。 影響電流效率的因素：① 離子交換膜的交換容量；② 電解槽結(jié)構(gòu)；③ NaOH濃度； ④ 陽(yáng)極液中 NaCl濃度；⑤ 電流密度；⑥ 操作溫度； ⑦ 陽(yáng)極液 pH值；⑧ 鹽水中雜質(zhì)；⑨ 電解槽操作壓力和壓差；⑩ 開(kāi)停車(chē)及電流波動(dòng)。 電解時(shí)電解槽的實(shí)際分解電壓（或稱(chēng)操作電壓）叫做槽電壓。 槽電壓由以下幾部分組成：V=V0+VM+η陰 +η陽(yáng) +IR液 +IR金即理論分解電壓（ V0）， 離子膜電壓降 VM，過(guò)電壓（ η陰 η陽(yáng) ），第一類(lèi)導(dǎo)體的電壓降 IR金 ，電解質(zhì)溶液的電壓降 IR液 。理論分解電壓（ V0）：是電解質(zhì)開(kāi)始分解時(shí)所必需的最低電壓。它在數(shù)值上等于陽(yáng)極析氯電位與陰極析氫電位之差。 離子膜電壓降（ VM）：離子膜的電阻造成的電壓損失。過(guò)電壓（ η陰 η陽(yáng) ）：電解時(shí)離子的實(shí)際放電電位要比理論放電電位高，這個(gè)差值被稱(chēng)為過(guò)電位（或超電位）。第一類(lèi)導(dǎo)體的電壓降（ IR金 ）：電解時(shí)電流要通過(guò)銅、鋁等導(dǎo)體進(jìn)入電解槽，在電解槽中電流還要通過(guò)陰極和陽(yáng)極，由于這些導(dǎo)體都有電阻，因此在電流通過(guò)時(shí)就要造成電壓損失（即電壓降）。電解質(zhì)溶液的電壓降 IR液 ：溶液具有電阻，也會(huì)造成電壓的損失。 影響槽電壓的主要因素：① 膜自身結(jié)構(gòu)； ② 電流密度；③ 氫氧化鈉濃度； ④ 兩極間距；⑤ 陰陽(yáng)極液循環(huán)量； ⑥ 溫度；⑦ 鹽水中雜質(zhì)；⑧ 槽結(jié)構(gòu)，特別是陰