Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Tipo de Resina Matriz y Grupo Funcional...

Departamento de Ingeniería Metalúrgica

Intercambio Iónico

Tipo de Resina

Matriz y Grupo

Funcional

Capacidad Aprox.

[keq/m3]

Temp.

Máx.pH

Resina Comercial

Regeneración

de laResina

GelFuertement

e Ácida

Poli estireno-SO3

-H+

-SO3-Na+

1,9 1200 a

14

Zerolit 225Amberlite IR –

120Lewatit S 100

H2SO4 (diluido)

HClSalmuera

(NaCl)

Débilmente Ácida

Poli acrílica-COO-H+

- CO2-

4,1 1004a

14

Zerolit 236Amberlite IRC –

84Duolite CC3

100

HCl (DILUIDO)

Macro porosFuertement

e Ácida

Poli estireno-SO3

-H+

-SO3-Na+

1,75 1200a

14

Zerolit 625Amberlite 200Lewatit SP 120

H2SO4 (diluido)

HClSalmuera

(NaCl)

Características comunes de resinas de Intercambio Iónico


Intercambio Iónico

Tipo de Resina

Matriz y Grupo

Funcional

Capacidad Aprox.

[keq/m3]

Temp.

Máx.

pH Resina Comercial

Regeneración

de laResina

GelFuertemen

te Básica

Poli estireno

-N+(CH3)2Cl-

-N+

(CH3)2OH-

[-NR3+]

1,2 60 0 a

14

Zerolit FF (ip)Amberlite IRA –

400Duolite A101 D

NaClNaOH

Débilmente Básica

Poli estireno

-N+H(CH3)2Cl

-

[-NR2]

4,1 70 0 a 9

Zerolit H – (ip)Amberlite IRA –

45Wofatit AD 41

HCl (DILUIDO)

Macro porosFuertemen

te Básica

Poli estireno

-N+(CH3)2Cl-

-N+

(CH3)2OH-

[-NR3+]

1,0 60 0a

14

Zerolit MPFAmberlite IRA

900Lewatit MP 500

NaClNaOH

Débilmente Básica

Poli estireno

-N+H(CH3)2Cl

-

[-NR2]

1,6 80 0a 9

Zerolit MPHAmberlite IRA –

93Lewatit MP 62

HCl (DILUIDO)


Intercambio Iónico

Tipo de ResinaSelectividad del ion (orden

decresiente)

Fuertemente Ácida [-SO3H]

Ba2+ > Ag+ > Pb2+ > Hg2+ > Sr2+ > Ca2+ > Cu+ >

Ni2+ > Cd2+ > Zn2+ > Fe2+ > Mg2+ > Mn2+ > K+ >

Na+ > H+

Débilmente Ácida [-COOH ó C6H4OH]

H+ > Cu2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+

Fuertemente Básica Amonio Cuaternaria, [Tipo 1; R4N+]

I- > HSO4- > NO3

- > Br- > CN- > HSO3- >

NO2- >

Cl- > HCO3- > OH- > F-

Débilmente BásicaAmina Primaria -RNH2

Amina Secundaria -NHR2

Amina Terciaria -NR3

OH- > SO42- > CrO4

2- > NO3- > PO4

3- > I- > Br- > Cl- > F-


Intercambio Iónico

Capacidad de intercambio de resina catiónica débilmente ácida y aniónica débilmente básica como función del pH


Intercambio Iónico

Solución Pobre (Efluente)

Solución a Tratar (Afluente)

Distribuidor

Resina

Colector


Intercambio Iónico

Descripción del ciclo de intercambio iónico

El ciclo de intercambio iónico esta dividido en las siguientes etapas:

1. Ciclo de Carga o fijación (servicio)

2. Lavados Descendentes

3. Lavados Ascendentes

4. Ciclos de elución

5. Regeneración


Intercambio Iónico

C = Concentración Efluente

C0 = Concentración Afluente0CC

0,5

1,0

B.V.

ResinadeVolumenEfluentedelVolumen

B.V.

Curva de carga de una Resina

A

B

A = Punto de Ruptura

B = Punto de Saturación


Intercambio Iónico

Típicas curvas de carga en un sistema en contracorriente


Intercambio Iónico

B.V.

ConcentraciónDel Eluido

Curva de Elución de una resina

ResinadeVolumenEfluentedelVolumen

B.V.


Intercambio Iónico

A) Carga B) Separación C) Regeneración

Aniónica

D) Regeneración catódica E) Mezclado con Aire

Fases Operacionales en un ciclo de lecho mezcladoResina Aniónica

Resina Catiónica


Intercambio Iónico

Típica curva de ciclo de ablandamiento de agua


Intercambio Iónico

APLICACIONES DEL INTERCAMBIO IÓNICO Procesos de Purificación

Tratamientos de aguas (Ablandamiento,

Desmineralización)

Tratamiento de aguas Salinas

Tratamiento de Efluentes Procesos de Recuperación

Recuperación de metales desde menas de baja ley y

líquidos diluidos

Aplicación Analítica y Cromatografía vía IX. Aplicaciones Médicas

Riñón artificial

Tratamiento de sangre

Aplicaciones en la Agricultura


Intercambio Iónico

APLICACIONES EN SISTEMAS HIDROMETALÚRGICOS

b) Condiciones Básica 4

32COUO

PROCESAMIENTO POR IX DE URANIO

Reacciones de Extracción

a) Condiciones ácidas, pH 0,5 1,5 y 0,2 M

)22(42

24

2

2 )( n

nSOUOnSOUO

XSORSOXR 22 4224

donde X- = NO3-, Cl-,

HSO4-


Intercambio Iónico

2

4

4

3424

4

342

2

42 2)(2 SOSOUORSOUOSOR

2

3

4

3324

4

32

2

32 2)(2 COCOUORCOUOCOR

4

3423424)(44)()( SOUORXXSOUOR

Etapa de Regeneración

244224 22 SOHSOROHRHSO

Envenenamiento de la resina


Intercambio Iónico


Intercambio Iónico

Resina de intercambio iónico cortesía de Crow Butte Resources, Inc.


Intercambio Iónico

Photograph of downflow ion exchange columns housed in the Plant Building courtesy of Crow Butte Resources, Inc.


Intercambio Iónico

PROCESAMIENTO POR IX DE ORO

eAuAu

2CNAu2CNAu

2

4232

2

423:22: SOCNAuHNRCNAuSOHNR

Adsorción de oro por una resina débilmente básica

La elusión es llevada a cabo con soluciones de hidróxido de sodio

OHCNAuNROHCNAuHNR22323

::

Protonación de la resina, previo al ciclo de extracción

2

423423:2 SOHNRSOHNR


Intercambio Iónico

Selección de la Resina

1) Solución a tratar agresiva, contenido de oxidantes2) Temperatura de operación3) Velocidad de flujo alta o moderada4) Lecho de resina profundo o poco profundo5) Capacidad de operación requerida6) Pérdidas esperadas bajas7) Ciclos cortos o largos8) El uso de regenerante es a temperaturas altas9) El uso de regenerante es a altas concentraciones10)Sistema de lecho fijo, fluidizado, empaquetado o sistema continuo11)La utilización de las resinas es en lecho estratificado o mezcladas12)La etapa de elución requiere transferencia de resina13)El efluente es estrictamente limitado por carbono orgánico total (TOC)14)La aplicación es en la industria alimentaría o nuclear


Intercambio Iónico


Intercambio Iónico

ION EXCHANGE SYSTEMS FORMETAL RECOVERY, DEIONIZING AND RECYCLING

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