رزین چیست ?

رزین چیست ؟

آب مورد استفاده در صنعت به ویژه آب آشامیدنی در ایران حاوی ناخالصی ها و نمک های زیادی و همچنین نمک های محلول زیادی است که در این میان یون های کلسیم و منیزیم ناخالصی های اصلی آب های ایران هستند. این یونهای کاتیونی برای مصارف صنعتی ، بهداشتی و غذایی مناسب نیستند ، بنابراین برای افزایش استفاده از منابع آب ، به ویژه منابع آب زیرزمینی ، باید بر این مشکل غلبه کرد.

انواع رزین های تبادل یونی

رزینهای تبادل یونی بر اساس یونهای مثبت و منفی به دو دسته اصلی زیر تقسیم می شوند:

1. رزین های تبادل آنیونی

2. رزین تبادل یونی کاتیونی

تفاوت بین رزین طبیعی و مصنوعی به شرح زیر است:

• رزین مصنوعی پایدارتر از طبیعی است.
• رزین مصنوعی یکنواخت تر از طبیعی است.

رزین های مصنوعی حاوی ناخالصی کمتری نسبت به طبیعی هستند و رفتار قابل پیش بینی تری دارند.

توجه: رزینهای تبادل یونی در آب حل نمی شوند و حلال آنها الکل است.

روند تبادل یونی چیست؟

تبادل یونی ، که نوعی از پدیده جذب است ، فرایندی است که در آن یونهای خاص موجود در جامدات و مواد نامحلول توسط یونهای مختلف در محلول جایگزین می شوند.

کاربرد روش ستون رزین:

• کاهش سختی آب ،
• حذف آنیونها یا کاتیونهای خارجی از آب ،
• قلیائیت پایین آب ،
• آب حاصل از صنایع متالورژی
• نیترات ها و سولفات ها را از آب خارج کنید ،
• داروهای جداشده یا بازیابی شده و سایر برنامه هایی که در آن آب دیونیزه شده حذف شده است.
• تصفیه آب و یونیزاسیون برای به دست آوردن آب معدن

ویژگی های رزین های تبادل یونی:

این شامل خواص مهم رزینهای تبادل یونی است

1. ظرفیت تبادل

2. اندازه ذرات

3. پایدار است.

از رزین های تبادل یونی برای کاهش سختی آب استفاده می شود.

سختی گیر آب مشکلات و تلفات زیادی را از آنها بوجود می آورد از جمله :

• کاهش جریان آب
• لکه های ظروف آشپزخانه
• عملکرد دیگ بخار کاهش یافته است
• افزایش هزینه های نگهداری سیستم لوله کشی منزل
• لایه های صابون بعد از دوش گرفتن روی پوست باقی می ماند
• با وجود سختی زیاد آب ، مشکلات دستگاه گوارش و سنگ کلیه
• آب سخت به تنهایی می تواند عامل اصلی ریزش مو و بیماری های مختلف پوستی در انسان باشد.

چگونه از شر آب سخت خلاص شویم؟

نرم شدن آب به معنای از بین بردن مواد معدنی است که آب را سخت می کند.موثرترین روش برای این کار استفاده از سخت کننده رزین است.سختی گیر رزینی، سختی آب را از طریق فرآیند تبادل یونی از بین می برد.در روند تبادل یونی ، با استفاده از رزین ، یون های آب جامد تحت واکنش های شیمیایی رسوب می کنند.رزینهای تبادل یونی کاربردهای متنوعی دارند که از مهمترین آنها در فرآیندهای جداسازی ، تصفیه آب و ضد عفونی استفاده می شود.

کاربرد رزین در صنعت تصفیه آب چیست؟

نوعی صمغ طبیعی (یا مصنوعی) مشابه صمغ درختی که به طور گسترده ای در صنعت تصفیه آب استفاده می شود.

رزین های طبیعی معمولاً از بدن درختان خارج می شوند و نمونه ای از آنها را می توان به وضوح روی درختان کاج مشاهده کرد.

رزین های مصنوعی که برای استفاده در صنایع مختلف مانند رنگرزی (رزین اپوکسی) و تصفیه آب (رزین های تبادل یونی) تولید می شوند از اسیدهای چرب و برخی روغن ها ساخته می شوند.

رزین ها موادی هستند که دارای مولکول های بزرگ با انتهای قطبی و بار مخالف هستند ، بنابراین رزین ها چسبندگی خوبی ایجاد می کنند. از رزین ها در ساخت پلاستیک و چسب استفاده می شود و .. رزین های تثبیت یونی مولکول های جامدی هستند که می توانند یون های ناخواسته را در محلول با همان مقدار معادل یون مورد نظر با همان بار الکتریکی جایگزین کنند.

رزین های تبادل یونی:

رزینهای تبادل یونی از کاتیونهای دارای بار مثبت و آنیونهای با بار منفی تشکیل می شوند که از نظر الکتریکی خنثی هستند. متعادل کننده ها از این نظر که فقط یکی از یونها متحرک و قابل تعویض است از محلول های الکترولیت متفاوت هستند. کاتیون های متحرک می توانند در واکنش تبادل یونی شرکت کنند.

تبادل آنیون:

به همین ترتیب ، مبدل آنیون شامل نقاط کاتیونی ثابت است که آنیون های متحرک به آن متصل می شوند. در نتیجه تبادل یونی ، کاتیونها یا آنیونهای موجود در محلول با کاتیونها و آنیونهای موجود در رزین جایگزین می شوند ، به طوری که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی می مانند. در اینجا ما با یک تعادل جامد-مایع بدون حل شدن جامد در محلول سر و کار داریم.

چه موقع مبدل یونی مفید است؟

برای مفید بودن تبادل یونی ، باید شرایط زیر را داشته باشد:

این یون خاص خود را دارد که در آب نامحلول است و فضای کافی در شبکه تبادل یونی دارد ، به طوری که یون ها می توانند به راحتی وارد رزین در شبکه جامد شوند یا آن را ترک کنند. فرض می شود قطره های اسید سولفوریک 25٪ است. این قطره در غشایی قرار دارد که فقط کاتیون از آن می تواند عبور کند.

طبقه بندی رزین ها:

رزین های رزینی با توجه به گروه فاکتور جایگزینی مرتبط با پایه رزین پلیمری به چهار کلاس تقسیم می شوند:

• رزین کاتیونی قوی
• رزین های کاتیونی ضعیف
• رزین آنیونی قوی
• رزین آنیونی ضعیف

به طور کلی ، رزین های قوی در محدوده وسیع و رزین های ضعیف در محدوده کمی مناسب هستند.

با این وجود ، با استفاده از رزین های ضعیف ، در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای بازسازی رزین صرفه جویی قابل توجهی می شود.

رزین های کاتیونی قادر به جذب کلیه کاتیون های موجود در آب هستند ، اما نوع ضعیف آن قادر به جذب کاتیون های مرتبط با قلیایی بودن آب است.

تفاوت بین رزین های کاتیونی ضعیف و قوی:

مزیت رزین های کاتیونی ضعیف ، کارایی بالای آنها در مقایسه با رزین های کاتیونی است که منجر به کاهش تولید پساب در کاهش مکرر می شود.

اساساً ، هنگامی که هدف جداسازی کلیه کاتیونهای آبی باشد ، استفاده ترکیبی از رزینهای کاتیونی قوی و ضعیف از اقتصادی تر از استفاده از رزینهای کاتیونی قوی است.

رزین های آنیونی قوی قادر به جذب همه آنیون های موجود در آب هستند ، اما رزین های آنیونی قادر به جذب آنیون از اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک و اسید نیتریک هستند.

رزین های آنیونی ضعیف مقاومت بیشتری نسبت به رزین های آنیونی قوی دارند ، بنابراین در سیستم های تصفیه آب تصفیه شده ، رزین های آنیونی قوی در پایین دست رزین های آنیونی ضعیف یافت می شوند.

سختی گیرهای رزینی :

سخت کننده های رزینی با جایگزینی یون های جامد منفی در آب سخت با اتمهای سدیم مثبت که در رزین موجود در ماده سخت کننده وجود دارد ، کار می کنند. برای جلوگیری از رسوب مواد معدنی سخت ، این رزین ها باید بصورت دوره ای در یک روش شستشو ساخته شوند.

این کار با عبور آب نمک از رزین انجام می شود.

در طی فرآیند شستشو ، آب سخت تخلیه می شود و فقط آب سخت در دسترس است ، معمولاً یک شب. راه حل دیگر استفاده از دو منبع رزین است به طوری که وقتی یکی تمدید می شود ، به دیگری خدمت می کند.

مزایای:

سخت کننده های تبادل یونی تمام نیازهای آب سخت واقعی را برای مصارف خانگی و صنعتی برآورده می کنند.

معایب:

معایب اصلی سخت کننده های تبادل یونی این است که نصب و نگهداری آنها بسیار گران و پرهزینه است و سختی گزینه های جامد این است که آب جامد شده حاوی سدیم است که برای نوشیدن مناسب نیست.

البته با در نظر گرفتن یک دهانه خروجی که آب تصفیه نشده از آن خارج می شود ، این مشکل قابل حل است.

راه حل دیگر برای از بین بردن محتوای سدیم استفاده از دستگاه تقطیر آب است.