基本原理及工艺流程

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1620页（1209字）

树脂吸附法是利用阴离子交换树脂，对溶液中的溴离子及溴分子进行选择性的吸附交换，将溴自原料液中分离出来。常用的树脂为强碱性季胺型阴离子交换树脂，其结构形式可用RN⁺X^－表示，其中：

R：表示有机高分子骨架，为具有无数个通道和含有一定水分的立体网状结构。

N⁺：为固定在高分子骨架上，并具有可交换阴离子能力的功能团。此功能团含量越多，树脂的总交换容量越大。

X^－：为吸附在功能团极性端的、可与溶液中同电性离子发生交换作用的交换离子。

制溴过程中采用氯型强碱性季胺型阴离子交换树脂，即RN⁺Cl^－，可与溶液中的Br^－和Br₂发生下列的离子交换反应：

式中， 〔l^－〕，〔r^－〕：表示树脂相中Cl^－及Br^－的摩尔浓度。

〔Cl^－〕，〔Br^－〕：表示溶液相中Cl^－及Br^－的摩尔浓度。

在稀溶液中，值远大于1，表明Br^－与树脂的亲和势远大于Cl^－与树脂的亲和势，即溶液中的Br^－易于交换树脂上的Cl^－。这种离子交换反应是可逆的和等当量的。根据离子交换选择系数的定义式，可写成：

上式表明，只有溶液中与乘积大于树脂相的，溶液中的Br^－才能不断地交换到树脂上；反之，则树脂上Br^－将被Cl^－交换到溶液中。正是利用树脂的这种特性，才能在树脂法制溴过程中使树脂反复地进行、吸附、淋洗和再生等离子交换过程。

在海水或低度卤水中，溴的浓度很低，而氯的浓度很高。以海水为例，=，氯离子浓度远大于溴离子浓度。在这种情况下，树脂不能交换海水中的Br^－；但实验表明，氯型强碱阴树脂可以吸附海水中的游离溴分子，形成RN⁺·(ClBr₂)^－。因此，树脂法海水制溴必须先将溴离子氧化成游离溴，才能被树脂吸附。载溴树脂用淋洗液及再生剂淋洗，使吸附的溴被解吸到淋洗液中；最后用蒸馏法制得液溴。树脂被再生恢复成原来状态(RN⁺Cl^－)，继续使用。

由此可知，树脂法制溴主要包括原料液的酸化氧化、树脂吸附、淋洗再生及水蒸汽蒸馏等工序。

树脂吸附法海水制溴工艺流程见图6－3－21。

图6－3－21 树脂吸附法海水制溴工艺流程图