Processo de troca de íons
Troca de íons ??????????
Simplesmente afirmado, a troca de íons é a doa??o e recebimento de íons entre um material de troca i?nica e um líquido de processo. Ocorre quando o líquido do processo flui através do material de troca i?nica. Os i?es móveis no material de permuta iónica s?o trocados com i?es no fluido do processo. Nas aplica??es de troca de i?es da La Habra Welding, o material de permuta iónica é uma matriz de copolímero activada constituída por pérolas porosas (resina) e o fluido do processo é o esmalte do sistema de acabamento. ??????????
Os permutadores de i?es típicos s?o resinas de permuta iónica (polímero poroso ou geloso funcionalizado), zeólitos, montmorilonite, argila e humus do solo. Os permutadores de i?es s?o ou permutadores de cati?es que trocam i?es (cati?es) carregados positivamente ou permutadores de ani?es que trocam íons negativamente carregados (ani?es). Existem também permutadores anfotéricos que s?o capazes de trocar simultaneamente cati?es e ani?es. No entanto, a troca simultanea de cati?es e ani?es pode ser realizada de forma mais eficiente em leitos mistos que contêm uma mistura de ani?es e resinas de permuta catiónica ou passando a solu??o tratada através de vários materiais de permuta iónica diferentes. ??????????
Os permutadores de íons podem ser n?o seletivos ou possuem preferências de liga??o para certos íons ou classes de íons, dependendo da sua estrutura química. Isto pode ser dependente do tamanho dos íons, sua carga, ou sua estrutura. Exemplos típicos de i?es que podem ligar-se a permutadores de i?es s?o:
????????????* H + (prot?o) e OH- (hidróxido);
????????????* íons monatomic single-carregados como Na +, K +, e Cl-
????????????* íons monatomic dobro-carregados como Ca2 + e Mg2 +;
????????????* I?es inorganicos poliatómicos como SO42- e PO43-;
????????????* Bases organicas, normalmente moléculas contendo o grupo funcional amino -NR2H +;
????????????* ácidos organicos, muitas vezes moléculas contendo grupos funcionais -COO- (ácido carboxílico);
????????????* Biomoléculas que podem ser ionizadas: aminoácidos, peptídeos, proteínas, etc
Troca de íons na separa??o de metais
????????????Os processos de troca i?nica s?o usados ??para separar e purificar metais, incluindo a separa??o de uranio do plut?nio e de outros actinídeos, incluindo o tório; E lantanio, neodímio, itérbio, samário, lutécio, entre si e os outros lantanídeos. Existem duas séries de metais de terras raras, os lantanídeos e os actinídeos. Membros de cada família têm propriedades químicas e físicas muito semelhantes. A troca de íons foi por muitos anos a única maneira prática de separar as terras raras em grandes quantidades. Esta aplica??o foi desenvolvida na década de 1940 por Frank Spedding. Subsequentemente, a extrac??o com solvente substituiu em grande parte o uso de resinas de permuta iónica excepto para os produtos de pureza mais elevada.
Um caso muito importante é o processo PUREX (processo de extrac??o de plutónio-uranio), que é utilizado para separar o plutónio eo uranio dos produtos de combustível irradiado de um reactor nuclear e para poder eliminar os resíduos. Ent?o, o plut?nio eo uranio est?o disponíveis para fazer materiais de energia nuclear, como combustível de reator novo e armas nucleares.
????????????Os granulos de permuta iónica s?o também um componente essencial na minera??o in-situ de uranio de lixivia??o. A recupera??o in-situ envolve a extrac??o de água contendo uranio (classificando-a a 0,05% U3O8) através de perfura??es. A solu??o de uranio extraída é ent?o filtrada através das esferas de resina. Através de um processo de troca iónica, as contas de resina atraem uranio da solu??o. As resinas carregadas de uranio s?o ent?o transportadas para uma unidade de processamento, onde U3O8 é separado das contas de resina e é produzida a torta amarela. As contas de resina podem ent?o ser devolvidas à instala??o de permuta iónica onde s?o reutilizadas.
O processo de troca iónica também é usado para separar outros conjuntos de elementos químicos muito semelhantes, como zirc?nio e hafnio, que aliás também é muito importante para a indústria nuclear. O zirc?nio é praticamente transparente para nêutrons livres, usado em reatores de constru??o, mas hafnium é um absorvente muito forte de nêutrons, usado em barras de controle do reator.
Resina de troca i?nica
??????????Uma resina de permuta iónica ou polímero permutador de i?es é uma matriz insolúvel (ou estrutura de suporte) normalmente na forma de pequenas pérolas (0,5-1 mm de diametro), normalmente brancas ou amareladas, fabricadas a partir de um substrato de polímero organico. As pérolas s?o tipicamente porosas, proporcionando uma área de superfície elevada. A captura de íons ocorre com a libera??o concomitante de outros íons; Assim, o processo é chamado de troca de íons. Existem vários tipos de resina de permuta iónica. As resinas mais comerciais s?o feitas de sulfonato de poliestireno. ??????????
As resinas de troca i?nica s?o amplamente utilizadas em diferentes processos de separa??o, purifica??o e descontamina??o. Os exemplos mais comuns s?o o amaciamento da água ea purifica??o da água. Em muitos casos, as resinas de permuta iónica foram introduzidas em tais processos como uma alternativa mais flexível à utiliza??o de zeólitos naturais ou artificiais. Além disso, as resinas de permuta iónica s?o altamente eficazes no processo de filtra??o de biodiesel.
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