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離子交換樹脂濕法冶金原理， 離子交流法 4.1 概述 離子交流法是根據固體離子交流劑在與電解質水溶液觸摸時， 溶液中的某種離子與 交流劑中的同性電荷離子發生離子交流效果，成果溶液中的離子進入交流劑，而交流劑 中的離子轉入溶液中的一種辦法。 離子交流法是現在zui首要和運用zui廣泛的化學別離方 法之一，該法就其適用的別離目標而言，幾乎能夠用來別離一切的無機離子，一起也能 用于很多構造雜亂、性質類似的有機化合物的別離。                                        離子交換樹脂濕法冶金原理，該法就其可適用的別離規劃而言， 它不僅能習慣工業生產中大規劃別離的請求， 并且也能夠用于實驗室微量物質的別離和 剖析。例如： 其間， 表明 H+ 型陽離子交流劑， 表明 Cl- 型陰離子交流劑。 離子交流是自然界中廣泛存在的景象， 人類在長時期中都在自覺不自覺中運用著這 一進程，但真實承認離子交流景象的，一般都認為是兩位英國農業科學家 Tompson 和 Way 。 1850 年他們報導，用硫酸銨或碳酸銨處理土壤時，銨離子被吸收而分出鈣，土壤 即為有明顯離子交流效應的離子交流劑。 別的無機離子交流劑如硅酸鹽等到上一世紀初 現已在水的軟化、糖的凈化等很多方面有了工業規劃的運用。但無機離子交流劑一般不 能在酸性條件下運用。 1935 年 Adams 和 Holmes 研究組成了具有離子交流功用的高分子 材料聚酚醛系強酸性陽離子交流樹脂和聚苯胺醛系弱堿性陰離子交流樹脂， 為人類獲得 性質優秀的離子交流劑拓荒了新的路徑， 這一成就被認為是離子交流開展進程中zui首要 的事情。 1945 年美國人 Alelio 成功地組成了聚苯乙烯系陽離子交流樹脂， 此后又組成了 別的功用杰出的聚苯乙烯系、聚苯烯酸系樹脂，使離子交流變成在很多方面表現出優勢 的低能耗、高效率的別離技能。后來離子交流樹脂的開展獲得首要打破， Kunin 等人合 成了一種兼具離子交流和吸附兩種功用的大孔離子交流樹脂。                   離子交換樹脂濕法冶金原理，離子交流樹脂的組成和它 的運用技能相互推進，迅速開展，在化工、冶金、環保、生物、醫藥、食物等很多范疇 獲得了巨大成就和效益。 離子交流進程能得以如此廣泛的運用，首要是因為離子交流法具有以下長處： （ 1 ） 吸附的挑選性高。能夠挑選適宜的離子交流樹脂和操作條件，使對所處理的離子具有較 2 高的吸附挑選性。因此能夠從稀溶液中把他們獲取出來，或根據所帶電荷性質、電離程 度的不一樣，將離子混合物加以別離。 （ 2 ）適用規模廣。處理目標從痕量物質到工業規劃，規模廣泛，特別適用于 從很多物質中富集微量組分。 （ 3 ）多相操作，別離簡單。因為離子交流是在固相和液相之間操作，經過交流樹 脂后，固液相已完成別離，故易于操作。 在濕法冶金中， 20 世紀 40 時代后期成立了*個離子交流色層法生產單一稀土元 素的實驗工廠， 1952 年南非把離子交流用于大規劃提鈾工業上， 這些年， 因為科學技能 的開展， 已組成了各種功用的離子交流樹脂， 例如大孔網狀樹脂、 兩性樹脂、 螯合樹脂、 氧化還原樹脂、均孔樹脂、離子交流膜和離子交流纖維等，以滿意工業的需求。                              離子交換樹脂濕法冶金原理，在濕法冶金中，現在離子交流首要用于下列幾個方面： (1) 從貧液中富集和收回有價金屬，例如鈾的收回、貴金屬和稀散金屬的收回； (2) 提純化合物和別離性質類似的元素， 例如鎢酸鈉溶液的離子交流提純和轉型， 稀 土別離，鉻鉿別離相超鈾元素別離等； (3) 處理某些工廠的廢水； (4) 生產軟化水。 自上世紀 60 時代以來，溶劑萃取法有了很大的開展，在很多方面已替代了離子交 換法，可是，在獲取高純稀有金屬化合物方面，離子交流法仍然是現在的首要別離辦法 之一。 4.2 離子交流樹脂及其分類 4.2.1 離子交流樹脂的構造 迄今為止，大家從自然界或許經過人工組成，現已找到了很多物質能夠作為離子交 換劑，按性質能夠分為兩大類：一為無機化合物，稱為無機離子交流劑，自然界中存在 的粘土、沸石，人工制備的某些金屬氧化物或難溶鹽類等；另一類是有機化合物，即稱 為有機離子交流劑，其間運用的是離子交流樹脂，他們是人工組成的帶有離子 交流功用團的有機高分子聚合物。一般由以下三有些構成： 1 ．高分子有些 高分子有些是樹脂的骨干，常用的為聚苯乙烯或聚丙烯酸脂等，它起著連接樹脂的 3 功用團的效果。 2 ．交聯劑有些 它的效果是把全部線狀高分子鏈交聯起來，使之具有三度空間的網狀構造。        離子交換樹脂濕法冶金原理，這種網 狀構造即是樹脂的骨架。 在網狀骨架中有必定巨細的孔隙， 可答應交流的離子自在經過。 樹脂中交聯劑 ( 一般為二乙烯本 ) 所占質量分數稱為樹脂的交聯度： 樹脂的交聯度，在中國常用符號“×”后數字表明，例如強堿 201 × 7 ，表明交聯度 為 7 ％， 它的巨細決議了樹脂的機械強度、 交流容量和溶脹性等性質。 交聯度的影響有： （ 1 ）網狀構造的緊密度 （ 2 ）孔徑巨細 （ 3 ）交流速度 （ 4 ）挑選性 交聯度小，則對水的溶脹功用好，網眼大，交流速度快，但挑選性差，樹脂的機械 功用差。相反，交聯度大，網眼小，交流的挑選性高，機械強度高，但對水的溶脹功用 差，交流速度慢。 3 ．功用團有些 它是固定在樹脂高分子有些上的活性離子基團。 例如— SO 3 H ， — COOH ， 在電解質 水溶液中可電離出可交流離子 ( 如— SO 3 H 中的 H + ) 與溶液中的離子進行交流。功用團的 品種， 含量和酸堿性的強弱決議了樹脂的性質和交流容量。 例如， 聚苯乙烯 / 二乙烯苯型 強酸性陽離子交流樹脂有如下的構造?