新型的分离技术？

临床医师

研究新型的分离技术从什么角度进行考虑
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大力水手

可以大幅提高矿物分离效率的矿物分离技术？而且还是可以移动的？稀土和铀的命运将被改写？听起来是不是很激动人心，以上的这些说法是来自美国的一家公司的最新技术成果，美国迪萨技术公司是一家专注于技术解决方案的企业，至今已经发展成为行业领先的公司，为全球客户提供创新的技术产品和服务，满足不断发展和创新的需求。




作为技术解决方案供应商，迪萨技术公司专注于为客户提供全面的技术支持和咨询服务。无论是企业级解决方案还是个人需求，公司都能够提供量身定制的解决方案。迪萨技术公司的产品线涵盖了各个领域，包括信息技术、电子商务、人工智能等。公司不断关注行业的最新动态和技术趋势，以保证其产品和服务的先进性和可靠性。




同时，公司也积极与合作伙伴合作，共同开发新的解决方案和产品，以满足客户的多样化需求。作为一家国际化的企业，公司还通过与国际企业和组织的合作，不断推动技术的创新和发展。迪萨技术公司始终秉持着诚信、创新和客户至上的价值观，不断努力为客户提供最优质的服务和解决方案。




迪萨技术的业务涉猎到矿物领域，对于一个大的技术公司来说这是不足为奇的，矿物分离是一个比较常见的词，因为矿物大多以化合物的形式存在，所以当我们想要获取某一种矿物时常常需要用到分离的手段，矿物分离是一个十分消耗时间和财力的大工程，比如稀土矿要经过初步分离和利用昂贵的化学物质或加热方式进一步提纯才能得到，所以迪萨公司的突破就在于他们发明了一种全新的方法来减少后续程序从而大大节省了成本。




节省的关键就是分离方法的更新，目前来看的分离方式一般都是通过粉碎的方法将矿物与没有用的脉石矿物分离开，迪萨技术公司则转换思路，研究出了高压浆料冲蚀技术，原理就是利用不同矿物的硬度差异来实现矿物与脉石矿石的成功分离，这种高压浆料冲蚀机直接参与到选矿过程中以代替传统的球磨机、棒磨机和摩擦洗矿机等设备。矿物粒子选择性地脆化、粉碎，并通过筛网实现最终分离。




听起来不错，实践起来效果如何呢？他们曾做过多次试验，比如对含铜铀矿石的再研磨成功将铜的回收率提高了22%，再比如研磨含稀土的正长石，相较于传统的手法只能回收29%，他们的技术将这一百分比提高到95%，这意味着大大的节省了工作消耗。在他们的不断努力下，这种技术的适用性也在不断地扩大，工作效率不断提高，同时耗电仅为每小时五度，性价比十分优秀。




这一技术的市场前景不可小视，迪萨公司已经开始和其他公司展开技术合作，该设备也已经投入使用，这势必会成为一种更为经济的稀土矿开采方法，美国对此特别看重，如果市场效果好，美国很有可能转变在稀土矿方面的某些弱势处境。而且高压浆料冲蚀法使用范围比我们想的更为广泛，提铀、处理尾矿也都统统不在话下，这些重量级的应用完全可以称得上工业突破，难怪这项技术国内国际专利拿到手软，分支机构全球开花。
转过来看，我国的稀土产业和稀土资源十分丰富，称其以来一直处于全球稀土领域的主导地位，我们的技术当然是不容置疑的，我们的生产方法也值得讨论一二，中国的稀土选矿方法大致可以分重选法、磁选法、电选法、化学选矿法、辐射选矿法、浮选法六种，根据不同性质的矿物采用不同的方法，但是高压浆料冲蚀法在我国貌似还没有出现，如果能经得住时间的检验，那这一技术的确是一个新高，我们可以借鉴学习，引进两台试试。

检验医师

离子交换技术广泛用于垃圾渗滤液、煤化工、氯碱化工、湿法冶金、表面处理、食品饮料、制药、工业纯水、高纯水设备等水处理设备中，是常用的技术。为了便于水处理行业人员更好地了解“离子交换树脂”，小编整理了一些关于离子交换树脂的基础知识，很简单、很实用。
离子交换的作用
离子交换可起到提取、分离、浓缩和精制的作用。
离子交换技术
离子交换技术是利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种技术，是一种固液分离的方法。
离子交换树脂
离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，根据交换基团性质的不同，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。
离子交换过程
离子交换工艺过程包括清洗、离子交换、反洗、再生和正洗五个阶段，树脂的再生是利用离子交换反应的可逆性进行的，阳离子交换树脂失效后可采用酸液再生；阴离子交换树脂失效后可采用碱液再生。
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂，一般是以羟基（OH-）离子置换溶液中的阴离子从而将其去除。
阳离子交换树脂
阳离子交换树脂，一般是以钠离子（Na+型）或氢离子（H+型）置换溶液中的阳离子从而将其去除。
离子交换树脂基体组成
离子交换树脂的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类。
它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。
离子交换树脂还可由其他有机单体聚合制成。如酚醛系(FP)、环氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。
丙烯酸系树脂
丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树脂。因此，糖液先用丙烯酸树脂进行粗脱色，再用苯乙烯树脂进行精脱色
苯乙烯系树脂
苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质，善于吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的)；但在再生时较难洗脱。
离子交换树脂物理结构分类
离子树脂常分为大孔型和凝胶型两类。
大孔型树脂
大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂，形成多孔海绵状构造的骨架，内部有大量永久性的微孔，再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔(macro-pore)，润湿树脂的孔径达100～500nm，其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以增大到超过1000m2/g。
凝胶型树脂
凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。这类树脂较适合用于吸附无机离子，它们的直径较小，一般为0.3～0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质，因后者的尺寸较大，如蛋白质分子直径为5～20nm，不能进入这类树脂的显微孔隙中。
离子的交换能力
当其他条件相同时，高价离子通常被优先吸附，而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中，直径较大的离子被吸附较强。
交换容量
离子的交换能力的大小通常用交换容量表示，它可分为全交换容量（指交换树脂中所有活性基团全部再生成可交换的离子总量）和工作交换容量（指交换过程中实际起到交换作用的可交换离子的总量）。
总交换容量
表示每单位数量（重量或体积）树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。
工作交换容量
表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。
再生交换容量
表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量，表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。
再生交换容量为总交换容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交换容量为再生交换容量的30～90%（对再生树脂而言）。
离子交换原理
树脂中的离子通过与溶液中的离子置换，用树脂吸附溶液中所需的离子物质，如金属离子、氯离子、镁离子、钙离子等，从而达到过滤、处理溶液，提取溶液中的所需离子。
吸附选择
离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律，但不同的树脂可能略有差异。
离子交换工艺过程
离子交换工艺过程包括清洗、离子交换、反洗、再生和正洗五个阶段，树脂的再生是利用离子交换反应的可逆性进行的，阳离子交换树脂失效后可采用酸液再生；阴离子交换树脂失效后可采用碱液再生。
离子交换树脂的颗粒尺寸
离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒。树脂颗粒较细者，反应速度较大，但细颗粒对液体通过的阻力较大，需要较高的工作压力；特别是浓糖液粘度高，这种影响更显著。
如果树脂粒径在0.2mm（约为70目）以下，会明显增大流体通过的阻力，降低流量和生产能力。
离子交换树脂的交联度
树脂的交联度，即树脂基体聚合时所用二乙烯苯的百分数。
通常，交联度高的树脂聚合得比较紧密，坚牢而耐用，密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强；而交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。
工业应用的离子树脂的交联度一般不低于4%；用于脱色的树脂的交联度一般不高于8%；单纯用于吸附无机离子的树脂，其交联度可较高。
离子交换树脂含水率
含水率通常以每克湿树脂(去除表面水分后)所含水分百分数来表示。
子交换树脂的密度
离子交换树脂的相对密度有三种表示方法:干真密度、湿真密度和湿视密度。
干密度是指在115℃真空干燥后的密度；
湿真密度是指树脂在水中充分膨涨后的质量与树脂所占体积(不包括空隙)之比；
湿视密度是指树脂在水中充分膨涨后单位体积树脂所具有的质量。
离子交换树脂的膨胀度
离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由Cl－转为OH－，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。
离子交换树脂的溶解性
离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质，及树脂分解生成的物质，会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大。
离子交换树脂的耐用性
树脂颗粒使用时有转移、摩擦、膨胀和收缩等变化，长期使用后会有少量损耗和破碎，故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常，交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。
离子交换技术的应用
离子交换技术主要应用于水处理（水的软化、水的脱盐、冷凝水和超纯水的制备），生化提取（天然生物物质的分离回收、发酵产物的分离回收、制药工业的应用），三废处理（含放射性核素废水的处理、其他工业有害废水废气的处理），湿法冶金等。
离子交换树脂的耗氧量
耗氧量主要反映受有机污染的程度。树脂被有机物污染后，清洗用水消耗急剧增加，工作交换量下降，出水水质较差。
离子交换树脂在水处理的应用
水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。
离子交换树脂用于合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。甲基叔丁基醚(MTBE)的制备，就是用大孔型离子交换树脂作催化剂。
离子交换树脂用于湿法冶金
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
离子交换树脂用于医药行业
离子交换树脂更为稳定，提取分离药物离子，进行浓缩和提纯，是较为安全、能较大程度达到预料药物效果的材料。
离子交换树脂用于食品行业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。
特种离子交换树脂
区别于普通的阴阳树脂，特种离子交换树脂是对某一种或者几种目标污染物离子具有选择性吸附能力的树脂。特种树脂的官能团是在普通树脂官能团的基础上经过特殊的高分子化学反应进行了一定的修饰改性或者直接使用了对某种污染物离子具有特殊亲和性的物质做官能团。
EDI技术
EDI将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。
EDI与离子交换技术
EDI技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底，又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷
工业离子交换设备
工业离子交换设备主要有固定床、移动床和流动床。目前使用最广泛的是固定床，包括单床、多床、复合床和混合床。

继续前进

新型分离技术是在当今国际化工领域的前沿绿色化工下的一项技术代表，相较于精馏、萃取、结晶、吸附以及色谱分离技术等等而言，新型分离技术更注重于节能减排、避免有毒有害物质的排放以及使用的高效简便而逐步拓展应用领域。简而言之，新型分离技术就是在原有分离基础上创新发展出节能、绿色、环保的新型分离方法，目前主要有 7 种绿色分离技术:新型精馏技术、新型萃取技术、结晶分离技术、新型吸附分离技术、色谱分离技术、膜分离技术及电化学分离技术。