盐水精制过滤器与离子交换树脂原理

1.过滤工序

盐水中悬浮物对螯合树脂会产生不良影响，对电解有害；而且悬浮物中相当一部分是没有沉降完全的CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4的微小颗粒，经过过滤以后，微小颗粒大部分被去掉，Ca2+、Mg2+的含量有一定的降低，减轻了树脂吸附的负担。

过滤采用碳素过滤器，其由圆柱形的多孔碳素管组成，先在碳素管表面涂上一层厚度均匀的α-纤维素预涂层，当一次盐水通过预涂层后，悬浮物被截留下来，得到清澈的过滤盐水。同时在一次盐水进入过滤器前通过计量泵加入与盐水中SS质量相当的α-纤维素，使SS与α-纤维素混合，在预涂层表面形成新的过滤层，从而提高过滤效果，延长过滤器的操作周期，并且由于α-纤维素在水中有较好的分散性，使过滤后的滤饼有较好的疏松性，返洗时易于剥落。

2.吸附工序

盐水中含有钙、镁、锶、铝、铁、镍以及碘、硫酸根等杂质，它们对离子膜的寿命、槽电压和电流效率以及产品质量有着重要的影响，过滤后的盐水通过螯合树脂吸附，除去盐水中的钙、镁等多价金属离子，达到离子膜法电解要求的盐水质量。

树脂塔内的螯合树脂种类很多，各国自成系列，有许多商品牌号，但从化学组成来看，由母体和螯合和基团两部分组成。常用的母体有酚式和苯乙烯式，基团有亚胺基乙酸型和胺基磷酸型。下面介绍一种日本产的牌号是CR-11的螯合树脂吸附过程。

CR-11是一种带有亚胺基二乙酸官能团的离子交换树脂，当盐水通过树脂层时，金属离子特别是二价金属阳离子同树脂的钠离子交换从而被树脂吸附。(www.xing528.com)

随着盐水不断进入树脂塔，树脂逐渐被钙、镁离子“饱和”，出塔盐水的钙、镁离子升高，这时树脂必须用酸、碱再生以恢复树脂的交换能力。

先加入4%HCl溶液，将树脂转化为“H”型。

再加入5%NaOH溶液，将“H”型树脂转化为“Na”型，即吸附前状态。

再生后的树脂可重新使用，在实际操作中，吸附了多价阳离子的树脂体积与标准体积比减少10%～20%，另外，树脂在“Na”型时的体积是“H”型时的1.2～1.4倍，同时再生用酸量通常是理论的2～3倍。

由于游离氯对离子交换树脂有毒害作用，因此，需用亚硫酸钠将精制盐水中的游离氯除尽，其反应式如下：