Purificarea schimbului de ioni
Purificarea prin schimb ionic este o tehnică de purificare a apei contaminate de compuși anorganici, metale grele, radionuclizi. Se bazează pe o reacție chimică reversibilă, în care ionii mobili ai unei matrice solide sunt schimbați cu ionii având o sarcină electrică similară prezentă într-o soluție.
Matricile de schimb sunt în general solide poroase, cum ar fi zeoliții naturali și unele rășini sintetice, constând din molecule complexe formate din ioni cu o anumită sarcină: ionii prezenți în canalizarea poluată pot lua locul acestora din urmă și se pot atașa la rășini, din care pot fi recuperate ulterior.
Selectivitatea procesului de schimb este reglată prin controlul acidității și compoziției soluției, precum și prin selectarea adecvată a rășinii.
Materiale utilizate
Clasificarea rășinilor utilizate în purificarea schimbului de ioni se bazează pe doi factori:
- Pe baza tipului de ioni schimbați (anion, încărcat negativ sau cationic, încărcat pozitiv)
- Rășini schimbătoare de cationi. Aceștia înlocuiesc ionii încărcați cu ioni de aceeași sarcină - cum ar fi ionii de sodiu (Na +) sau potasiu (K +) pentru a elimina cationii nedoriti din apă.
- Rășini schimbătoare de anioni. Ele îndepărtează ioni precum ClO 4 - din pământul contaminat sau din apa de suprafață.
- În funcție de tipul de acțiune efectuat de grupul funcțional:
- Înmuierea apei. Este una dintre cele mai comune metode de tratare a apei cu duritate ridicată. Duritatea apei este dată de prezența în soluție a ionilor de calciu Ca ++ și magneziu Mg ++. Așa-numiții „agenți de înmuiere” sunt materiale capabile să substituie acești ioni cu alți ioni atașați anterior la rășini. În general, sarcina salină rămâne neschimbată, dar speciile chimice se schimbă: ionii eliberați de rășini sunt mai solubili și, prin urmare, mai puțin incrustați.
- Demineralizare / deionizare. Deionizatorii cu schimb de ioni (DI) folosesc rășini sintetice similare cu cele utilizate la dedurizarea apei. Adoptate în general pentru tratarea apelor care au fost deja prefiltrate, DI utilizează un proces în două etape pentru a elimina, cel puțin teoretic, toți constituenții ionici. Cele două configurații de bază pentru deionizatori sunt configurații cu paturi twin și configurații cu pat mixt. În primul caz, sunt prevăzute tancuri separate pentru îndepărtarea cationilor și anionilor, în timp ce, în deionizatorii cu pat mixt, rășinile anionice și cationice sunt amestecate într-un singur vas.
Aplicații
Procesele de schimb ionic sunt utilizate pentru a elimina contaminanții anorganici în cazul în care nu pot fi îndepărtați în mod adecvat prin filtrare și sedimentare. Ele pot fi utilizate pentru îndepărtarea arsenicului, cadmiului, cromului, exceselor de fluoruri, nitrați, amoniac, rodiu și uraniu. Se utilizează schimbul de ioni:
- Pentru tratarea apelor primare;
- Pentru îndepărtarea ionilor specifici din surse de alimentare sau ape uzate;
- Pentru concentrația industrială a soluțiilor foarte diluate.
Este o tehnologie consolidată și în evoluție datorită dezvoltării rășinilor de granulometrie omogene.
Bibliografie
- Acest text provine parțial sau integral din descrierea relativă a site-ului novambiente.it disponibilă sub licența Creative Commons CC-BY-3.0
