Что такое катионит и где он применяется
Среди методов и способов очистки воды применение ионообменных смол является одним из самых эффективных способов подготовки, очистки и умягчения воды.
Ионообменные смолы, сокращенное название иониты — нерастворимые высокомолекулярные соединения из синтетических полимеров сферической формы, диаметром до 1,5 мм, с отрицательно или положительно заряженными центрами, способные к ионному обмену в водных растворах.
По структуре полимерного каркаса гелевые иониты проявляют ионообменные свойства только при набухании в воде как бы раскрывая свои свойства. Также иониты бывают гелевые (непористые), макропористые и промежуточные.
Ионообменные смолы применяют в качестве загрузки в водоподготовительных фильтрах для очистки воды от ионов примесей в процессах водоподготовки на промышленных и энергетических объектах, пищевой промышленности.
По заряду ионов ионообменные смолы подразделяются на катиониты (катионообменные смолы) и аниониты (анионообменные смолы).
В нашей статье мы поговорим о катионитах.
Катиониты — это иониты, способные замещать в водном растворе положительно заряженные ионы.
Внешний вид катионита.
Твердые прочные сферические зерна диаметром 0,3-1,3 мм, имеют ровную поверхность, от белого и светло-желтого до темно-коричневого цвета различных цветовых оттенков. Катиониты российского производства чаще всего имеют полупрозрачную структуру светло-желтого или желтого цвета. Гранулы полупрозрачные в воздухе, а вводе становятся темными.
Физико-химические свойства катионитов:
Катиониты состоят из функциональных химических групп и могут иметь их сразу несколько.
Катиониты, имеющие функциональные группы одного типа, называются многофункциональными, если 2 и более групп — полифункциональными.
Область применения катионитов:
Катиониты в ионной натрий-форме умягчают воду и часто применяются в хозяйственно-бытовых целях, катиониты в водородной форме используют для обессоливания воды и применяются в производственных целях.
Процесс очистки питьевой и технической воды от примесей с использованием катионитов, называется катионированием.
Технологии с применением катионообменной смолы не требуют вложения больших средств и приобретения специального оборудования. На предприятиях применяют стандартное оборудование, которое легко обслуживать. Ионообменные установки недорогие в эксплуатации и имеют большой срок службы. Метод ионного обмена для очистки воды давно изучен и освоен специалистами предприятий.
Катиониты выпускают по ГОСТам или Техническим условиям. Они взрывобезопасные, невоспламеняющиеся продукты, не токсичны по воздействию на организм человека.
На рынке представлено много производителей катионитов, как отечественных, так и зарубежных.
Наиболее востребованные марки катионитов:
Его аналоги можно встретить под маркой Purolite (Великобритания), Lewatit (Германия), Amberlite (США), Dowex (Италия), Resinex (Швеция).
ООО «ТЭХ-Групп» поставляет ионообменные смолы (катиониты и аниониты) компании «Purolite» (Великобритания) представителем которой является.
Для водоподготовительных установок глубокой деминерализации оптимальным является сочетание слабо и сильноосновного анионитов, т.к. в этом случае минимизируются эксплуатационные затраты. Справедливость последнего положения особенно ярко проявляется при эксплуатации больших установок. Благодаря своей высокой регенерационной эффективности слабоосновной анионит позволяет обеспечить повышение рабочей обменной емкости установки водоподготовки. Слабоосновные аниониты выпускаются как гелевой, так и с макропористой структурой. Одним из «узких» мест для данного типа смол, определяющим их рабочие возможности, являются кинетические характеристики.
В водоподготовке слабоосновные аниониты являются весьма эффективным средством для удаления из обрабатываемой воды природной полярной органики, которая обычно бывает представлена высокомолекулярными, слабокислыми соединениями. Если в системе водоподготовки используется загрузка из слабо и сильноосновного анионитов, то часть органики неизбежно минует слабоосновную смолу и попадет на сильноосновную.
Поэтому при технологических расчетах необходимо учитывать величину допустимой нагрузки по органике на сильноосновной анионит, т.к. в противном случае потребуется прибегнуть к дополнительному расходу щелочи при регенерации, чтобы десорбировать избыточное количество органики. Отсюда следует, что для анионитов очень существенную роль играют различия между ними в способности обратимо сорбировать органические вещества.
В полимерной матрице анионообменных смол фиксированы ионогенные группы, способные диссоциировать на поликатионы и компенсирующие анионы. Слабоосновной анионит применяется индивидуально в водоподготовке для получения деионизованной воды, когда не требуется удалять СО2 и силикаты. В процессе водоподготовки в фильтрах глубокой деминерализации оптимальным является сочетание слабоосновного и сильноосновного анионита. Благодаря своей высокой эффективности регенерации слабоосновной анионит обеспечивает повышение рабочей обменной емкости установки водоочистки. Слабоосновной анионит выпускается как с гелевой, так и макропористой структурой. Одним из недостатков ионообменной смолы этого типа являются кинетические характеристики.
Слабоосновной анионит применяется индивидуально в водоподготовке для получения деионизованной воды, когда не требуется удалять СО2 и силикаты. В процессе водоподготовки в фильтрах глубокой деминерализации оптимальным является сочетание слабоосновного и сильноосновного анионита. Благодаря своей высокой эффективности регенерации слабоосновной анионит обеспечивает повышение рабочей обменной емкости установки водоочистки. Слабоосновной анионит выпускается как с гелевой, так и макропористой структурой. Одним из недостатков ионообменной смолы этого типа являются кинетические характеристики.
Анионит применяется для умягчения и обессоливания воды на тепловых и атомных электростанциях, котельных в качестве универсального сорбента для удаления солей жесткости воды, предназначается для водоподготовки, гидрометаллургии, очистки сточных и возвратных вод, химической промышленности, глубокой очистки воды, химической, фармацевтической и пищевой промышленности, для водоподготовки, гидрометаллургии, цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков для адсорбции хрома (VI) на АМП-2б и АВ-17-8, которую проводят в слабокислой или слабощелочной среде, причем регулируют оптимальное значение pH в соответствии с уравнением:
Предлагаемый способ может найти применение в производстве хрома и его соединений, в других производствах, использующих хром, в аналитической химии, для очистки стоков гальванических, кожевенных и других производств.
Получают ионообменные смолы полимеризацией, поликонденсацией или путём полимераналогичных превращений (т.е. называемой химической обработкой полимера, не обладавшего до этого свойствами ионита). Среди промышленных ионообменных смол широкое распространение получили смолы на основе сополимеров стирола и дивинилбензола. В их числе сильнокислотные катиониты (например, КУ-2-8), сильно- и слабоосновные аниониты (например, АВ-17-8). Направленный синтез ионообменных смол позволяет создавать материалы с заданными технологическими характеристиками.
Ионообменные смолы используют для обессоливания воды, извлечения и разделения редких элементов, очистки продуктов органического и неорганического синтеза и т.п.
Правильно организованная водоподготовка поможет экономить топливо и продлит срок службы Вашего оборудования. Качественный теплоноситель позволяет существенно продлить срок службы теплоэнергетического оборудования до капитального ремонта. Ионообменная фильтрация очищает воду от солей, образующих накипь.
Ионообменные смолы
Виды ионообменных смол
В технологии умягчения воды наибольшее применение находят синтетические полимерные ионообменные смолы, содержащие в своей структуре кислотные группы – SO₃Na. Эти иониты относятся к сильнокислотным катионитам.
По структурному строению синтетические иониты разделяют на:
Гетеропористые катиониты на основе дивинилбензола (ДВБ) имеют гелевую структуру гетерогенного вида с порами небольшого размера.
Макропористые иониты имеют губчатую структуру с размерами пор больше размера молекул.
Изопористые ионообменные смолы характеризуются однородной структурой и имеют наивысшую обменную способность по сравнению с другими видами смол.
При подборе катионитов с учетом размера зерен наблюдается следующая закономерность: мелкопористый катионит с большей рабочей поверхностью обладает и большей обменной способностью, по сравнению с крупнопористым. Однако дальнейшее уменьшение зерен вызывает рост гидравлического сопротивления и увеличение энергетических затрат на фильтрование воды.
Оптимальные параметры. Рекомендуемые размеры зерен ионита с учетом всех приведенных факторов: 0,3- 1,5 мм. Рекомендуемый коэффициент неоднородности катионита Кн=2.
Характеристики некоторых ионообменных смол
На рынке присутствуют ионообменные смолы как отечественного, так и зарубежного производства. Название и маркировка отечественной ионообменной смолы отражает требования ГОСТа и дает представление о химическом составе ионита. Общепринятой системы обозначения для марок катионитов и анионитов не существует.
Названия зарубежных ионообменных смол чаще всего являются зарегистрированной торговой маркой и не дают представления о свойствах материала.
На современном рынке водоподготовки представлены около 15 производителей ионообменных смол, поставляющих около 100 марок катионита и 90 марок анионита.
Катионит КУ-2-8чС
Среди отечественных катионитов в водоподготовке широко используется КУ-2-8чС (сульфокатионит сильнокислотный). Цифра 2 обозначает порядковый номер марки, 8— процентное содержание сшивающего агента (ДВБ). Катионит с маркировкой чС разрешен к применению для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
КУ–2–8чС по структуре и свойствам близок к зарубежным сульфокатионитам особой степени чистоты: амберлайту IRN-77 (США), зеролиту 325 NG (Англия), дауэксу HCR-S-Н (США), дуолайту ARC-351 (Франция), вофатиту RH (Германия) [4].
По внешнему виду смола КУ–2–8 представляет собой сферические гранулы желто-коричневого цвета размером 0,4–1,25 мм.
Катионит Пьюролайт
Также широко применяются ионообменные смолы Purolite (Пьюролайт), относящиеся к сильнокислотным катионитам. Марки Пьюролайт C100, С100Е, С120Е могут служить аналогами отечественных смол КУ-2–8, КУ–2–8чС.
Отдельная разработка этой марки — смола Пьюролайт С100Е Аg, представляющая собой катионит для умягчения воды с бактерицидными свойствами, обусловленными содержанием серебра. Отечественным аналогом катионита с бактерицидным действием может служить макропористый катионит КУ-23С.
Для бытового и промышленного умягчения воды подходит Пьюрофайн С100ЕF. Этот вид ионообменной смолы отличается повышенной рабочей ёмкостью при обычных, повышенных и меняющихся скоростях водного потока. Еще одно отличительное свойство катионита Пьюрофайн С100ЕF — уменьшенная потребность в объеме и количестве регенерационного раствора NaCl.
Катионит Леватит
Катионит марки Lewatit (Леватит) Ionac С-249 (натриевая катионообменная смола) может применяться для умягчения воды в бытовом, промышленном и общественном использовании, а также для умягчения растворов органических продуктов (сахара, пектина, глицерина и т.д.).
Анионит АВ-17-8чС
Среди анионитов отечественного производства широко распространена марка АВ-17-8чС. Цифры в маркировке обозначают: 17-я разработка, 8% сшивающего агента (ДВБ); буквы чС – особую чистоту ионита. Особо чистые ионообменные смолы разрешены для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Анионит АВ-17-8чС используется в фильтрах ФСД на атомных станциях, приборостроительных и микробиологических предприятиях. Для извлечения металлов и обогащения руд применяются аниониты марок АМ-2Б, АMп и АМП.
Катионит КУ-2-8 — эффективный материал для очистки воды
Катионит КУ-2-8 — органическое вещество, ионообменная 
смола. Выпускаются разные виды катионита, в соответствие с ГОСТом или по ТУ.
Катионит изготавливается в процессе производства сополимера стирола-дивинилбензола. Представляет собой нерастворимую в воде матрицу из высокомолекулярного и многофункционального полимера, в состав которого входят кислотные сульфогруппы, способные к ионному обмену.
Свойства
Внешне это небольшие гелевые микропористые гранулы сферической формы, цвет может варьироваться от бледно-желтого до коричневого. Гранулы набухают в воде, но не растворяются в ней, их размер может варьироваться от 0,3 мм до 1,25 мм. Такой размер обеспечивает материалу большую эффективную поверхность взаимодействия со средой. Полимер, на основе которого выполняются катиониты КУ-2-8, пожаро- и взрывобезопасен, абсолютно не токсичен и безопасен для человека, в том числе при прямом контакте с кожей.
Катионит КУ-2-8 — химически стойкое вещество, не растворяющееся и не разрушающееся при взаимодействии с неорганическими кислотами и щелочами, органическими растворителями. Гранулы выдерживают высокие механические и температурные нагрузки, отличаются износостойкостью.
 |  |
| Натрий хлористый Соль «Экстра» «Славянская» | Катионит КУ 2-8 чС |
Катиониты делятся на слабокислотные и сильнокислотные. Первые способны к ионному обмену при уровне рН более 7 (в щелочной среде). Сильнокислотные более универсальны, их можно применять при кислотности среды от 2 до 14. Наиболее популярные катиониты, это КУ-2-8 Na+ (натриевый катионит), КУ-2-8 H+ и КУ-2-8 ЧС (водородные катиониты), относятся к сильнокислотным.
Суть процесса ионного обмена
При пропускании жидкой среды через ионообменную смолу в ней происходит реакция ионного обмена: ионы магния, кальция или другие, которые требуется забрать из среды, заменяют в матрице полимера ионы натрия или водорода (зависит от типа катионита). А освобожденные ионы Na+или H+ высвобождаются в жидкую среду.
Через некоторое время, когда очистительные качества материала начинает падать, катионит проходит простую процедуру регенерации. Его помещают в раствор специализированного реагента (например, в раствор поваренной соли для натриевого катионита), благодаря чему нужные ионы опять занимают место в матрице полимера, восстанавливая его свойства. Такую процедуру регенерации можно проводить многократно.
Хранение и транспортировка
Катиониты типа КУ-2-8 хранят в заводской упаковке в виде набухших гранул в увлажненной среде. Это могут быть пластиковые мешки, бидоны или канистры. Хранят и перевозят их при температуре не ниже +2 °С. Замораживание не влияет на свойства смол, но перед использованием их следует разморозить и выдержать 2-4 суток при t от +10 до +20 °С.
Достоинства катионита КУ-2-8
• Недорогой, доступный, но эффективный материал для очистки воды.
• Может использоваться в любых масштабах, на производствах или для ручной очистки, например, воды из скважины.
• Процесс регенерации прост и не требует дорогих реактивов.
• Срок эксплуатации катионита при регулярной регенерации составляет не менее 8 лет.
• Технология очистки с помощью катионитов типа КУ-2-8 характеризуется высокой производительностью, экономичностью и простотой использования.
• Выпускается несколько видов катионитов для различных задач.
• Процесс очистки не изменяет уровень рН среды.
• Материал обеспечивает высокую эффективную поверхность, равномерную структуру рабочего слоя, умеренное сопротивление потоку воды.
• Подходит для работы в широком диапазоне уровней кислотности среды.
Применение
• В водоподготовке для снижения жесткости воды 
для различных целей, для удаления из воды примесей.
• Для очистки сточных и промышленных вод; для регенерации электролитов после гальванирования.
• Для смягчения воды для электростанций (тепловых и атомных), котельных.
• В металлургии для выделения и концентрирования металлов.
• В химпроме для выделения определенных соединений из их растворов; для разделения и очистки соединений; в качестве катализатора в орг. синтезах.
• В сельском хозяйстве — для выделения биологически активных веществ из сырья.
• Водородный катионит КУ-2-8 ЧС производится для глубокой очистки воды, получения реактивов высокой чистоты для пищепрома, медицины и фармацевтики.
• Для аквариумистики (очистка воды).
Где выгодно катионит купить? Что это такое и где используется?
Вы давно собирались катионит купить? Искали выгодное и удобное решение для потребностей вашего объекта? В таком случае вам стоит обратиться в компанию ТД «Уральская Химическая Компания». Мы с 2005 года являемся дилером крупнейшего химического предприятия региона – «Токем», предоставляем клиентам выгодные решения, обеспечиваем возможность доставки и доступную стоимость продукции.
От чего зависит установленная на катионит цена? Что представляет собой вещество?
Катионит – это твёрдые зёрна, внешне похожие на рыбную икру. Они не растворяются в воде и принимают участие в ионном обмене. Главные особенности и характеристики вещества заключаются в следующем:
• Цвет. Может быть разным; чаще всего в промышленности используется вещество, имеющее светло-желтые, песочные, желтые, кирпичные, глиняные, коричневые и другие оттенки.
• Принцип действия. Происходит все тот же ионный обмен, что связано с уникальным свойством катонита обменивать катионы из своих активных групп на катионы, которые содержатся в обрабатываемой воде. Эта реакция получила название «катионный обмен», а установленная на катионит цена зависит в том числе и от скорости его протекания.
• Область использования. Вещества находят себе применение в огромном количестве сфер жизнедеятельности. Это промышленность, обработка и очистка сточных вод в жилищно-коммунальном хозяйстве, водоподготовка, производство пищевых продуктов и многие другие сферы использования. Главная задача вещества – осуществление процесса катионирования, те есть удаления из жидкости (для питья или же для технических нужд) сторонних примесей.
• Структура. Это ионообменные смолы, которые имеют матрицу (или же твердую основу), созданную в виде маленьких гранул.
• Свойства. Не растворяются в воде, способствуют ее смягчению (происходит это за счет обмена), устойчивы перед температурными и химическими воздействиями, безопасны для здоровья человека.
Что такое катионит ку-2-8?
Вещество, которое не имеет запаха и ядовитых свойств. Катионит ку-2-8 является многофункциональной силькокислотной смелой, которая используется в целях очистки воды от посторонних примесей и веществ в больших масштабах. Вещество используется для очищения сточных вод, а также при очищении жидкости при водозаборе.
Где можно катионит ку-2-8 купить?
ТД «Уральская Химическая Компания» предлагает вам не только покупку продукции, но и огромное количество дополнительных преимуществ:
• Доставка по России, а также за пределами страны.
• Возможность выгодно катионит ку-2-8 купить и оплатить любым удобным вам способом (в том числе и векселем).
• Опыт работы как с небольшими предприятиями, так и с компаниями-гигантами.
Какая установлена на катионит ку-2-8 цена?
ТД «Уральская Химическая Компания» гарантирует вам индивидуальный подход и расчет стоимости. Установленная у нас на катионит ку-2-8 цена приятно удивит вас.