N10O, המסיר יונים ממתכת מתמיסות המכילות ריכוזי יון מתכת גבוהים, נבדק באמצעות תהליך בדגימות מים של חברות כרייה. N10o הוכיחה את עצמה כיעילה בסילוק מתכות ומתכות אחרות ממים והיא מפותחת למגוון רחב של יישומים, כולל טיפול במים, טיפול במים וכרייה.
מספר היונים החיוביים והשליליים במערכת חייב להיות זהה בכל עת, אך חייב להיות גם איזון. בהתאם למשתנים, נבדק היחס בין יונים חיוביים לשליליים בתמיסה של יונים מתכתיים גבוהים.
סוג השרף מושפע מאוד מיונים אחרים בתמיסה שיכולים להתחרות על אתרים תגוביים
זה חשוב מכיוון שאם יש יונים מתחרים, קיים סיכון שרפי האניונים הללו ימשכו יותר מהזיהומים שאתה מנסה להסיר. תגובת חילופי היונים היא סלקטיבית, מכיוון שכל יון הקשור למטריצת שרף מוצקה מעדיף יונים נגד אחרים על פני אחרים. הסלקטיביות נקבעת על ידי היחס בין היונים החיוביים והשליליים להידרוקסידים באתר חילופי השרף, ויונים רבים ושונים מתחרים בהם, בעוד שמדי סיליקון מסיליקים בדרך כלל אינם מסירים יונים – רצוי ממקור מימי. בנוסף להסרת סידן ומגנזיום, מרככי מים תעשייתיים יכולים גם להסיר ברזל מומס על ידי משקעים, מה שעלול לגרום להתמוססות, כמו גם סידן, מגנזיום. למשתיקי השתקה יש השפעה מרככת, אך עליהם לעבוד ביעילות להפחתת ריכוז הזיהומים בתמיסתם.
יש לציין כי רצויים ריכוז גבוה של יוני הידרוקסיד בכדי להתגבר על אי הכללת דונאן וכדי להבטיח שאף מספר לא מבוטל מהם יצליח לחדור לשרף ולהגיב עם הברזל
עם זאת, אם נשמר ריכוז הכרומט, ברזל, סידן, מגנזיום וזיהומי ברזל אחרים כמו סידן ומגנזיום נשארים בתמיסה לאורך זמן.
היונים המוצקים יכולים להיות רק קטיונים ואניונים
ויש להסיר את כולם, ולכן יש יתרון גדול שיש שני מיכלי שרף נפרדים, מכיוון שרוב סוגי המים (שפכים) מכילים מספר רב של זיהומים מקטיוניון , כגון ברזל, סידן, מגנזיום וזיהומי ברזל אחרים. מכיוון שיוני ההידרוקסיד שנוספו מסירים בהדרגה את יוני המימן מתחם ההקסאקווה, לא נראה בלתי סביר שניתן יהיה לאפס אותם על ידי הוספת חומצה. על מנת להסיר את כל היונים בתהליך החלפת היונים, חייב להיות נוכח בו לפחות טנק אחד עם ריכוז יונים גבוה מספיק, בנוסף למים שמסירים הקטורים, האנונים והזיהומים.
במקרה זה, היונים הדו-ערכיים סידן ומגנזיום מוחלפים ליוני הנתרן בשרף חילופי היונים. יון הנתרן עוזב את המערכת בזמן שיון הסידן נשטף מהיחידה אך לא מוצג, ויון המגנזיום לא.
הקטיונים (יונים חיוביים) מוחלפים במימן ונתרן
היונים בעלי הטעינה החיובית (יונים טעונים שלילית) ביוני המימן (H) והידרוקסיל (OH). היונים הטעונים החיוביים והמטענים השליליים בשרף חילופי היונים מחליפים מינים, H, הידרוקסיל ויוני סידן, מגנזיום, אשלגן, סידן כלורי, נתרן ומגנזיום כלוריד.
חילופי היונים משתמשים בקטיונים (אניונים) בשרף, תלוי באילו זיהומים יש להסיר. שרף הקטיון מסיר אלמנטים בעלי מטען חיובי, ואילו שרף האניון מסיר את אלה עם מטען שלילי.
שרפי חילופי אניונים משתמשים בדרך כלל בקטיון האמוניום הרבעוני (n
R3) ובשרף הנגד שלהם האניון הכלורי (Cl). כאשר הם שרופים עם יון מוצק, יש בהם אניונים של סולפונאט (SO3), וכאשר הם שרופים ללא מיתרים, אין להם סולפונאטים (SO3). עם זאת, אם חילופי קטיונים עם יונים מוצקים הם כלוריד, הוא מכיל חומצה גופרתית, אך גם סולפט ו SO2.
גם אשלגן וגם נתרן הם יונים רכים, מה שאומר שהם לא נופלים על הסקאלה, ולכן הם נשארים ניטרליים. זה הופך אותם לאידיאליים להחלפת יונים, וקשיות היונים מחליפה את שני יוני הנתרן בסידן ובמגנזיום, שניהם דו-ערכיים.
כאשר מים קשים זורמים דרך מערכת IE
מחוברים חרוזי שרף כדי להחליף את שני מיתרי הנתרן בסידן. חילוף זה לוכד את קשיות היונים בשרף, ומאפשר ליוני הנתרן לעזוב אותו ולעזוב את שפכי המים. התהליך מאפשר ליון הלא רצוי להישאר בפילטר במהלך חילופי יונים ידידותיים לסביבה.
בעת התקנת תהליך להסרת יוני כסף מתמיסות חנקת כסף מימיות, חשוב ביותר להשיג ניתוח מלא ומדויק על מנת להבטיח סילוק נכון. מחקר זה מחייב שימוש בידע על תגובות כימיות לפיתוח מערכת חילופי יונים המסלקת מזהמים כמו ארסן וחנקות.
אני מחליף יונים על פני מוצק עם יונים של מטען דומה בתמיסה שבה המוצק נמצא במגע
חומרים להחלפת יונים משמשים להסרת יונים לא רצויים ממקורות מימיים, בעיקר מים, על ידי החלפתם ביונים אחרים כמו אלקטרונים, פרוטונים ונויטרונים בתמיסה. יונים מיוצרים על ידי הפצצת המדגם בזרם של יונים טעונים חיובי. הוא משמש גם להפרדת מוצקים יוניים כגון מלחים ממרכיביהם בתמיסה להפרדתם.