رزین های تبادل یونی از مواد پلیمری بسیار متخلخل و نامحلول در اسید، باز و آب تشکیل شده اند. دانه های ریزی که این رزین ها را تشکیل می دهند از هیدروکربن مشتق شده اند که حدود ½ میلی متر قطر دارند. دو نوع اصلی رزین برای تبادل یونی وجود دارد، که عبارتند از رزین آنیونی و کاتیونی. برای آگاهی از فرق رزین کاتیونی و انیونی در ادامه مقاله با ما همراه باشید.
چهار طبقه بندی اصلی رزین های تبادل یونی وجود دارد. این طبقه بندی ها عبارتند از:
رزین های آنیونی و کاتیونی کاربرد های بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند. از این رزین ها در صنایع برای تبادل یون استفاده می کنند. رزین آنیونی دارای بار مثبت است، در حالی که رزین کاتیونی بار منفی دارد. یون های دارای بار منفی به رزین های آنیونی جذب می شوند و در حالی که یون های دارای بار مثبت به رزین های کاتیونی جذب می شوند.
تعدادی از خواص فیزیکی و شیمیایی وجود دارد که باید هنگام انتخاب رزین آنیونی و کاتیونی به آنها توجه داشته باشید. این ویژگی ها عبارتند از:
رزین های تبادل کاتیونی و آنیونی اجزای رایج و ضروری در سیستم های مدرن تصفیه آب صنعتی هستند. آب تصفیه نشده اغلب حاوی بسیاری از مواد معدنی محلول است که باید حذف شوند تا مبادا بر سیستم های صنعتی حساس آسیب وارد کنند. مقادیر کمی از این مواد معدنی می تواند کارایی تجهیزات صنعتی را کاهش داده و اجزای ظریف الکتریکی را خراب کنند.
این رزین ها را می توان به عنوان یک آهنربای قدرتمند در نظر گرفت که مواد معدنی مضر را از آب، توسط یک جاذبه الکترومغناطیسی قوی جذب و جدا می کنند. رزین های کاتیونی مجموعه خاصی از مواد معدنی را جذب می کنند، در حالی که رزین های آنیونی مجموعه دیگری از مواد معدنی را جذب می کنند که فرق رزین کاتیونی و انیونی را نشان می دهد.
هنگامی که آب دارای املاح معدنی از روی رزین های تبادل یونی عبور می کند؛ مواد معدنی جذب رزین های کاتیونی و آنیونی می شوند. این کار تا زمانی ادامه می یابد که تمام دانه ها با مواد معدنی پوشانده شوند، در این زمان، رزین باید بازسازی شود. در بازسازی رزین کاتیونی و آنیونی مواد معدنی را خارج می کنند و رزین را به حالت اولیه باز می گرداند.
رزین های آنیونی پایه قوی ممکن است برای دمینرالیزاسیون (demineralization) یا دآلکالیزاسیون (dealkalization) استفاده شوند، در حالی که رزین های آنیونی بازی ضعیف برای حذف اسیدها و مواد آلی از آب بهترین عملکرد را دارند. رزین های آنیونی عمدتا برای حذف قلیاها از آب تغذیه کننده دیگ بخار با مقدار کم تا متوسط استفاده می شوند. همچنین ممکن است از رزین های آنیونی برای حذف کربنات، بی کربنات، سولفات ها و نیترات ها از آب تغذیه کننده استفاده شود.
رزین های کاتیونی اسیدی قوی را می توان برای دآلکالیزاسیون (بیشتر به صورت هیدروژنی) یا برای جداسازی جریان تقسیم شده استفاده کرد. با این حال، هر دو روش دآلکالیزاسیون نیاز به استفاده از اسیدهای خطرناک برای بازسازی بسترهای رزین و همچنین استفاده از یک جدا کننده گاز برای حذف دی اکسید کربن ایجاد شده در طول فرآیند تصفیه دارد.
از رزین های کاتیونی اسید ضعیف نیز می توان برای دمینرالیزاسیون و دآلکالیزاسیون استفاده کرد. در اکثر موارد تصفیه آب رزین های کاتیونی اسید ضعیف برای حذف یون های دو ظرفیتی قلیایی کننده استفاده می شوند. رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف زمانی بهترین عملکرد را دارند که آب دارای نسبت سختی و قلیایی 1:1 یا بالاتر باشد.
فناوری رزین تبادل یونی به طور گسترده به عنوان یک شکل عملی و موثر برای تصفیه آب برای سال ها مورد استفاده قرار گرفته است. رایج ترین کاربرد رزین های تبادل یونی، نرم کنندگی آب سخت است. با این حال رزین های تبادل یونی کاربردهای بسیار دیگری نیز دارند که مهمترین فرق رزین کاتیونی و انیونی نیز در همین زمینه است.
