Proprietățile rășinilor de schimb i; unic

Introducere

Pe această pagină vom examina - cu câteva exemple - următoarele caracteristici ale unei rășini schimbătoare de ioni:

Granulometrie
Capacitate
Umiditate
Material uscat
Masa în vrac a granulelor
Densitate aparentă
Efect de compresie
Aspect optic
Variația volumului
Stabilitate
Structură și selectivitate

Structura (scheletul și grupul funcțional) al rășinilor se află pe altă pagină în limba engleză, iar detaliile interschimbabilității sunt pe o pagină suplimentară.

Forma ionică este foarte importantă

și poate afecta și mărimea boabelor. De exemplu, rășina Amberjet 4400 are o capacitate totală de aproximativ 1,5 echiv/L în formă de Cl, dar numai 1,2 echiv/L în formă OH. Această diferență se datorează schimbarea volumului a rășinii: se umflă până la 30%, mergând de la forma Cl la forma OH. Este clar că numărul grupurilor active din proba de rășină nu se modifică în proces, astfel încât, atunci când rășina se umflă, densitatea acestor grupuri în structura rășinii scade pe unitate de volum, iar capacitatea este exact măsura acestui densitatea grupelor funcționale.

Exemplu: analiza unui nou lot de rășină

Rășină tip Amberlite IRA96

Lot nu.	6210AA55
Capacitate în volum [formă de bază gratuită]	1,36 echiv/L
Capacitate în greutate [bază liberă]	5,16 echiv/kg
Substanță uscată [bază liberă]	264 g/L
Abilitate puternică	8,6%
Retenție de umiditate [bază liberă]	61,8%
Bile perfecte	98%
Bile întregi	99%
După volum [bază gratuită]	1,04
Granulometrie
Mărime medie	0,68 mm
Coeficientul de uniformitate	1.34
Dimensiunea medie armonică	0,67 mm
Mărime eficientă	0,53 mm
Mingi fine 1,18 mm	0,2%

Granulometrie

Astăzi, distribuția granulometrică este măsurată cu dispozitive de numărare a particulelor, legate de un computer care calculează toți parametrii distribuției, care sunt:

Diametrul mediu
Coeficientul de uniformitate
Mărime eficientă
Dimensiunea medie armonică
Numărul de bile fine
Cantitatea de bile grosiere

Să examinăm fiecare dintre aceste caracteristici.

Măsurarea dimensiunii particulelor

mm% peste% prin

1,25	0,8	99.2
1,00	2.0	97.2
0,80	14.9	82.3
0,63	33.2	49.1
0,50	32,5	16.6
0,40	14.1	2.5
0,315	2.0	0,5
Cel mai fin	0,5
100%

Valorile „între site” sunt reprezentate pe o curbă cu axa x logaritmică (dimensiunea ochiurilor). Teoretic, și mai mult sau mai puțin practic, distribuția mărimii particulelor unei rășini produse în reactoare agitate este „normală” sau „gaussiană”. Aici am suprapus un „clopot gaussian” pe graficul experimental.

Definiții

diametrul mediu corespunde deschiderii sitei teoretice prin care trece exact 50% din proba de rășină. De obicei este reprezentat de „d50”
dimensiunea efectivă corespunde sitei prin care trece 10% din probă. Abreviere d10.
coeficientul de uniformitate este definit ca CU = d60/d10
Acest coeficient măsoară întinderea distribuției și corespunde lățimii curbei Gaussiene. Dacă toate bilele de rășină ar fi identice, CU ar avea valoarea 1,00. Rășinile Amberjet ™ au un CU de 1,05 la 1,20, AmbersepTM și AmberliteTM SB 1,15 la 1,30, RF 1,20 la 1,50 și rășinile de calitate standard 1,3 la 1,7. Vedeți cele două imagini mici de mai sus.
dimensiunea medie armonică HMS prescurtat este o expresie matematică calculată din funcția de distribuție. Vedeți formula sa din dreapta. Media armonică servește pentru considerații teoretice despre proprietățile hidraulice și cinetica unei rășini. În practică, este aproape de diametrul mediu, dar puțin mai mic. Aceste două valori sunt aproape identice în rășini de distribuție uniforme.

Pe un grafic desenat pe hârtie gausso-logaritmic, distribuția normală este reprezentată de o linie. În trecut, acest tip de grafic a fost folosit pentru a calcula diametrul mediu, dimensiunea efectivă și coeficientul de uniformitate din rezultatele de laborator. În exemplul din dreapta am trasat rezultatele analizei lotului de mai sus și a curbei Gaussiene corespunzătoare. Punctele experimentale nu sunt exact aliniate pe o linie, datorită impreciziei procesului de cernere, dar și datorită faptului că distribuția reală nu este totală normal. Valorile caracteristice ale acestui exemplu sunt:

Diametrul mediu	0,640 mm
Coeficientul de uniformitate	1,53
Mărime eficientă	0,449 mm
Media armonică (HMS)	0,616 mm

Cu rășini de granulometrie uniformă, diametrul mediu, dimensiunea efectivă și media armonică sunt vecine; acestea ar fi identice cu o rășină absolut uniformă, adică al cărei coeficient de uniformitate ar fi 1,00. Vezi curba Gaussiană și graficul Gaussian-logaritmic al unei rășini cu un CU de 1,10.

Pentru ce este granulometria?

Granulometria este importantă

cu paturi mixte
cu paturi stratificate
cu coloane de pat ambalate (Amberpack TM și altele similare)
pentru a regla fluxul de spălare inversă
în procesele de cromatografie
rășinile fine au o cinetică de schimb mai bună