离子交换树脂再生剂关键技术指标的研究

2022-04-11苑惠杰吕本松霍俊霏

盐科学与化工 2022年3期

苑惠杰,张磊,吕本松，霍俊霏

(中盐工程技术研究院有限公司,国家盐产品质量监督检验中心，天津市盐化工企业重点实验室,天津 300450)

1 前言

离子交换树脂再生剂是通过物理压制而成，主要用于软水机中离子交换树脂再生的软水盐。我国目前有近百家离子交换树脂再生剂生产企业，生产能力在20万t以上，全国离子交换树脂再生剂用量在15万t左右，许多新建住宅楼已经开始安装软水系统，用于家庭水内杂质离子(主要成分为钙离子、镁离子)的清除[1]。随着水质软化器的大量使用，离子交换树脂再生剂的市场需求也不断增大，该产品作为软化生活用水的盐，其安全性关乎饮用水质的安全性，因此，建立一套完备的离子交换树脂再生剂的关键性技术指标十分重要且必要。

通过对离子交换树脂再生剂中一系列技术指标的分析研究，确定了保证其产品质量的关键性技术指标，实现了对生产过程的有效控制，杜绝了生产企业使用污水处理、化工、农药等副产盐作为原料生产，有效提高了离子交换树脂再生剂的产品质量，进而保护合法生产企业的权益。

2 关键性技术指标

2.1 崩解率指标

依据生产企业技术调研和数据资料的收集，分析结果显示：崩解率高的产品，融化效果好，水中盐的浓度过高，会堵塞软水机，影响软水机的正常工作，严重时可导致软水机的损害[2]。因此，确定产品崩解率在合理范围内十分必要。

2.2 透光率指标

一般情况下盐的透光率高低是反映盐中杂质多少的重要指标。杂质越少，氯化钠的纯度一般越高，它的吸附能力也越好，达到高效净化水质的目的。因此，通过前期试验确定透光率作为主要的技术指标具有必要性。

2.3 常量离子(钙离子、镁离子、硫酸根离子、氯离子、水不溶物)指标

由于水质软化器所用的离子交换树脂，通常为钠型磺酸基阳离子交换树脂。待处理的原水通过树脂后，可将水内的杂质离子(主要为钙离子、镁离子)吸附于树脂内，达到净化水质的目的。若离子交换树脂中钙离子、镁离子、硫酸根离子、氯离子、水不溶物指标数值过高，势必会影响离子交换树脂的活性(吸附能力)。因此，制定离子交换树脂再生剂中一系列的常量离子指标，能够保证产品的吸附能力，保证产品质量。

2.4 重金属(铅、砷、镉、汞、钡)

监测重金属的相关质量指标重要性体现在两方面：一是存在健康风险。由于产品加工环境及原材料都有可能存在重金属污染问题，而重金属污染会在使用的过程中带来水质的污染，进而对人体健康产生风险。二是重金属会直接造成离子交换树脂中毒，影响离子交换树脂的使用寿命[1]。

2.5 产品中有可能含有的其他元素

由于制盐工艺的限制，产品中很有可能带入亚铁氰化钾、碘和铁离子，亚铁氰化钾会对产品质量造成影响，直接影响崩解率指标，水质软化器中离子交换树脂的工作原理主要是离子置换过程，若离子交换树脂再生剂中的碘和铁离子含量过高，在水处理过程中，会长期附着和富积在离子交换树脂中，对离子交换树脂造成不可逆的中毒影响，影响离子交换树脂的使用寿命[1]。

3 试验验证

为了验证上述关键性技术指标确定的必要性，选取了国内外具有代表性的十几家企业的产品进行了分析检测。

3.1 崩解率试验

取40粒无破损的样品，称重，用2 000 mL的烧杯，称取样品2倍质量的蒸馏水，将样品放入烧杯中，烧杯用保鲜膜封口，浸泡48 h后，记录崩解样品的个数n。

同一样品取双样进行平行测定，取测定值的平均值作为测定值，见表1。

表1 崩解率的汇总表Tab.1 Summary of determination of disintegration rate

3.2 透光率试验

准确称取粉碎后样品10.00 g于100 mL烧杯中，加水溶解后移入100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。立即用1 cm比色皿在波长430 nm处，用水作参比测定透光率。同一实验室条件下取双样进行平行测定，其测定值之差超过2%时应重测；平行测定值之差不超过2%时，取测定值的平均值作为报告值，见表2。