[发明专利]一种含钒溶液的离子交换方法

摘要

本发明涉及一种含钒溶液的离子交换方法。其技术方案是采用“一种用于含钒溶液离子交换的离子交换柱”进行离子交换：先将离子交换树脂(6)装入离子交换柱本体(14)，将含钒溶液在离子交换柱本体(14)中与离子交换树脂(6)进行吸附，吸附下液经水管(10)排出，当吸附下液含V2O5的浓度为含钒溶液初始浓度的0.8~1%时吸附结束。然后将解吸剂送入离子交换柱本体(14)与负载有钒的离子交换树脂(6)进行解吸，富钒液经水管(10)排出。无级调频超声波发生器(7)在吸附和解吸中施加超声波，吸附和解吸前均对离子交换树脂(6)进行清洗。本发明具有能加速离子交换吸附和解吸过程、操作简单、设备不易堵塞和离子交换树脂利用率高的特点。

主权项

1.一种含钒溶液的离子交换方法，其特征在于所述离子交换方法所采用的设备为“一种用于含钒溶液离子交换的离子交换柱”，其具体步骤是：步骤一、首先关闭离子交换柱的排料控制阀(13)、可调速电磁阀(11)和反洗水控制阀(4)，用可调速计量泵(2)将离子交换树脂(6)经进液管(1)送入离子交换柱本体(14)，直至离子交换树脂(6)在离子交换柱本体(14)内的填充率达到65～75％；步骤二、打开可调速电磁阀(11)，将软水经水管(10)送入离子交换柱本体(14)，当软水的液面达到离子交换柱本体(14)高度的85～95％时，打开反洗水控制阀(4)，对离子交换树脂(6)进行反洗，反洗至排出的软水的pH值为5～7，再依次关闭可调速电磁阀(11)和反洗水控制阀(4)，然后将剩余的软水经水管(10)排出离子交换柱本体(14)；步骤三、按含钒溶液在离子交换柱本体(14)中的流量为10～30BV/h调节可调速计量泵(2)的流量，打开可调速计量泵(2)将含钒溶液经进液管(1)送入离子交换柱本体(14)，当含钒溶液的液面高度达到离子交换柱本体(14)高度的75～85％时，再打开可调速电磁阀(11)，将吸附下液经水管(10)排出，所述可调速电磁阀(11)的流量与可调速计量泵(2)的流量相同；然后开启无级调频超声波发生器(7)、第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)，最后依次打开冷凝水进水管(18)和冷凝水出水管(20)；当吸附下液含V2O5的浓度为含钒溶液初始浓度的0.8～1％时，按含钒溶液在离子交换柱本体(14)中的流量为2～4BV/h调节可调速电磁阀(11)的流量，关闭可调速计量泵(2)，待离子交换柱本体(14)内的含钒溶液流尽，关闭可调速电磁阀(11)，吸附结束；所述含钒溶液的pH为1.0～8.5，含V2O5的浓度为1～5g/L；步骤四、先对步骤三的负载有钒的离子交换树脂(6)同步骤二的反洗方式进行反洗；反洗后按解吸剂在离子交换柱本体(14)中的流量为3～8BV/h调节可调速计量泵(2)的流量，用可调速计量泵(2)将解吸剂经进液管(1)送入离子交换柱本体(14)，当解吸剂的液面高度达到离子交换柱本体(14)高度的75～85％时，打开可调速电磁阀(11)，将解吸后的富钒液经水管(10)排出，所述可调速电磁阀(11)的流量与可调速计量泵(2)的流量相同；再开启无级调频超声波发生器(7)、第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)，然后依次打开冷凝水进水管(18)和冷凝水出水管(20)；当送入离子交换柱本体(14)内的解吸剂的体积为离子交换柱本体(14)内的离子交换树脂(6)的体积的2～7倍时，关闭可调速计量泵(2)，待离子交换柱本体(14)内的解吸后的富钒液流尽，再依次关闭可调速电磁阀(11)、无级调频超声波发生器(7)、第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)、第三超声波换能器(9)、冷凝水进水管(18)和冷凝水出水管(20)，解吸结束；步骤五、重复步骤二～步骤四；当离子交换柱本体(14)内的离子交换树脂(6)的填充率损耗至大于等于50％且小于65％时，补充新的离子交换树脂(6)至填充率为65～75％；步骤六、重复步骤二～步骤五；所述“一种用于含钒溶液离子交换的离子交换柱”包括离子交换柱壳体(15)、离子交换柱本体(14)、离子交换树脂(6)、过滤网(8)、第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)、第三超声波换能器(9)和无级调频超声波发生器(7)；离子交换柱壳体(15)内同中心线地设有离子交换柱本体(14)，离子交换柱本体(14)为圆筒状，离子交换柱本体(14)的高度与内径比为2︰1～15︰1，离子交换柱壳体(15)的内直径与离子交换柱本体(14)的外直径之差为离子交换柱本体(14)外直径的1/16～1/12；在靠近离子交换柱本体(14)的底部处固定有过滤网(8)，在过滤网(8)上填充有离子交换树脂(6)，离子交换树脂(6)的填充率为65～75％；离子交换柱壳体(15)外壁的左侧沿铅垂线均匀地设有1～4个第一超声波换能器(5)，离子交换柱壳体(15)外壁的右侧沿铅垂线均匀地设有1～4个第二超声波换能器(17)，1～4个第二超声波换能器(17)和1～4个第一超声波换能器(5)在左侧的垂直面或右侧的垂直面的投影位置是：1～4个第二超声波换能器(17)和1～4个第一超声波换能器(5)相互错开布置，任一个第二超声波换能器(17)和相邻的第一超声波换能器(5)间的距离相等；离子交换柱壳体(15)的底部中心位置处装有1个第三超声波换能器(9)；离子交换柱壳体(15)外壁的下部装有无级调频超声波发生器(7)，无级调频超声波发生器(7)通过电源线(16)与第一超声波换能器(5)、第二超声波换能器(17)和第三超声波换能器(9)连接；进液管(1)的一端与离子交换柱本体(14)的上部空腔相通，进液管(1)的另一端与可调速计量泵(2)的出水口相通；反洗水出水管(3)的一端通过离子交换柱壳体(15)与离子交换柱本体(14)的上部空腔相通，反洗水出水管(3)的另一端与反洗水控制阀(4)的进水口相通，在离子交换柱本体(14)内壁的反洗水出水管(3)的管口与离子交换柱本体(14)上端的距离为离子交换柱本体(14)高度的1/15～1/10；排料管(12)的一端穿过离子交换柱壳体(15)与离子交换柱本体(14)的下部空腔相通，排料管(12)的另一端与排料控制阀(13)的进料口相通，排料管(12)的管口紧靠过滤网(8)的上平面；水管(10)的一端与离子交换柱本体(14)的底部空腔相通，水管(10)的另一端与可调速电磁阀(11)相通；离子交换柱壳体(15)和离子交换柱本体(14)间构成管状腔体(19)，冷凝水进水管(18)与所述管状腔体(19)的下部相通，冷凝水出水管(20)与所述管状腔体(19)的上部相通。