[发明专利]一种离子交换方法

权利要求书

1.一种离子交换方法，该方法包括获取含具有可交换基团的固体物质的浆液，将所述含具有可交换基团的固体物质的浆液送入具有由离子交换树脂形成的离子交换树脂床层的离子交换柱中，使所述含具有可交换基团的固体物质的浆液流过所述离子交换树脂床层，与所述离子交换树脂中的离子交换基团进行离子交换，收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液，其特征在于，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的粒径符合以下条件：

(1)体积平均粒径为15μm以下；

(2)D₉₀为30μm以下，D₉₀表示累计粒度分布百分数达到90体积％时所对应的粒径；以及

(3)所述离子交换树脂的平均粒径与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的体积平均粒径的比值为40～150。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的粒径符合以下条件：

(1)体积平均粒径为5μm～15μm；

(2)D₉₀为10μm～30μm；以及

(3)所述离子交换树脂的平均粒径与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的平均粒径的比值为40～125。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，获取含具有可交换基团的固体物质的浆液的方法包括：将具有可交换基团的固体物质原料分散于水中形成分散液，将所述分散液送入旋液分离器中进行分离，从所述旋液分离器的溢流口获取所述含具有可交换基团的固体物质的浆液。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，至少部分所述离子交换的过程通过使所述离子交换树脂与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液进行逆流接触来实现，并向所述离子交换柱中补充离子交换树脂，以填充离子交换柱中离子交换树脂移走而留下的空间。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，整个所述离子交换的过程在使所述离子交换树脂与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液进行逆流接触的条件下进行；或者

所述离子交换的程度低于预定的离子交换的程度时，使所述离子交换树脂与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液进行逆流接触，所述离子交换的程度由式(I)定义：

式I中，c₁为未经离子交换的固体物质上的可交换基团的含量；

c₂为离子交换后的固体物质上的可交换基团的含量。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述离子交换树脂的以体积/小时计的流动速度与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液的以体积/小时计的流动速度之比为1∶1～15。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，使所述离子交换树脂与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液进行逆流接触的方式包括：在所述离子交换柱中设置传输螺杆，并驱动所述传输螺杆，以使所述离子交换树脂相对于所述含具有可交换基团的固体物质的浆液进行逆向流动。

8.根据权利要求4或5所述的方法，该方法还包括：将通过所述逆流接触而从所述离子交换柱中输出的离子交换树脂进行再生，并将再生后的离子交换树脂补充到所述离子交换柱中；或者

将通过所述逆流接触而从所述离子交换柱中输出的离子交换树脂先后进行再生和转型，并将转型后的离子交换树脂补充到所述离子交换柱中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在将所述含具有可交换基团的固体物质的浆液送入所述离子交换柱前，用非活性颗粒在所述离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2～5∶1。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.3～3∶1。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述非活性颗粒选自玻璃颗粒、石英颗粒和非活性树脂颗粒。