Departamento de Ingeniería Metalúrgica Intercambio Iónico Tipo de Resina Matriz y Grupo Funcional...
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Tipo de Resina
Matriz y Grupo
Funcional
Capacidad Aprox.
[keq/m3]
Temp.
Máx.pH
Resina Comercial
Regeneración
de laResina
GelFuertement
e Ácida
Poli estireno-SO3
-H+
-SO3-Na+
1,9 1200 a
14
Zerolit 225Amberlite IR –
120Lewatit S 100
H2SO4 (diluido)
HClSalmuera
(NaCl)
Débilmente Ácida
Poli acrílica-COO-H+
- CO2-
4,1 1004a
14
Zerolit 236Amberlite IRC –
84Duolite CC3
100
HCl (DILUIDO)
Macro porosFuertement
e Ácida
Poli estireno-SO3
-H+
-SO3-Na+
1,75 1200a
14
Zerolit 625Amberlite 200Lewatit SP 120
H2SO4 (diluido)
HClSalmuera
(NaCl)
Características comunes de resinas de Intercambio Iónico
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Tipo de Resina
Matriz y Grupo
Funcional
Capacidad Aprox.
[keq/m3]
Temp.
Máx.
pH Resina Comercial
Regeneración
de laResina
GelFuertemen
te Básica
Poli estireno
-N+(CH3)2Cl-
-N+
(CH3)2OH-
[-NR3+]
1,2 60 0 a
14
Zerolit FF (ip)Amberlite IRA –
400Duolite A101 D
NaClNaOH
Débilmente Básica
Poli estireno
-N+H(CH3)2Cl
-
[-NR2]
4,1 70 0 a 9
Zerolit H – (ip)Amberlite IRA –
45Wofatit AD 41
HCl (DILUIDO)
Macro porosFuertemen
te Básica
Poli estireno
-N+(CH3)2Cl-
-N+
(CH3)2OH-
[-NR3+]
1,0 60 0a
14
Zerolit MPFAmberlite IRA
900Lewatit MP 500
NaClNaOH
Débilmente Básica
Poli estireno
-N+H(CH3)2Cl
-
[-NR2]
1,6 80 0a 9
Zerolit MPHAmberlite IRA –
93Lewatit MP 62
HCl (DILUIDO)
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Intercambio Iónico
Tipo de ResinaSelectividad del ion (orden
decresiente)
Fuertemente Ácida [-SO3H]
Ba2+ > Ag+ > Pb2+ > Hg2+ > Sr2+ > Ca2+ > Cu+ >
Ni2+ > Cd2+ > Zn2+ > Fe2+ > Mg2+ > Mn2+ > K+ >
Na+ > H+
Débilmente Ácida [-COOH ó C6H4OH]
H+ > Cu2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+
Fuertemente Básica Amonio Cuaternaria, [Tipo 1; R4N+]
I- > HSO4- > NO3
- > Br- > CN- > HSO3- >
NO2- >
Cl- > HCO3- > OH- > F-
Débilmente BásicaAmina Primaria -RNH2
Amina Secundaria -NHR2
Amina Terciaria -NR3
OH- > SO42- > CrO4
2- > NO3- > PO4
3- > I- > Br- > Cl- > F-
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Capacidad de intercambio de resina catiónica débilmente ácida y aniónica débilmente básica como función del pH
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Solución Pobre (Efluente)
Solución a Tratar (Afluente)
Distribuidor
Resina
Colector
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Descripción del ciclo de intercambio iónico
El ciclo de intercambio iónico esta dividido en las siguientes etapas:
1. Ciclo de Carga o fijación (servicio)
2. Lavados Descendentes
3. Lavados Ascendentes
4. Ciclos de elución
5. Regeneración
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
C = Concentración Efluente
C0 = Concentración Afluente0CC
0,5
1,0
B.V.
ResinadeVolumenEfluentedelVolumen
B.V.
Curva de carga de una Resina
A
B
A = Punto de Ruptura
B = Punto de Saturación
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Típicas curvas de carga en un sistema en contracorriente
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
B.V.
ConcentraciónDel Eluido
Curva de Elución de una resina
ResinadeVolumenEfluentedelVolumen
B.V.
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
A) Carga B) Separación C) Regeneración
Aniónica
D) Regeneración catódica E) Mezclado con Aire
Fases Operacionales en un ciclo de lecho mezcladoResina Aniónica
Resina Catiónica
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
Típica curva de ciclo de ablandamiento de agua
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
APLICACIONES DEL INTERCAMBIO IÓNICO Procesos de Purificación
Tratamientos de aguas (Ablandamiento,
Desmineralización)
Tratamiento de aguas Salinas
Tratamiento de Efluentes Procesos de Recuperación
Recuperación de metales desde menas de baja ley y
líquidos diluidos
Aplicación Analítica y Cromatografía vía IX. Aplicaciones Médicas
Riñón artificial
Tratamiento de sangre
Aplicaciones en la Agricultura
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Intercambio Iónico
APLICACIONES EN SISTEMAS HIDROMETALÚRGICOS
b) Condiciones Básica 4
32COUO
PROCESAMIENTO POR IX DE URANIO
Reacciones de Extracción
a) Condiciones ácidas, pH 0,5 1,5 y 0,2 M
)22(42
24
2
2 )( n
nSOUOnSOUO
XSORSOXR 22 4224
donde X- = NO3-, Cl-,
HSO4-
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Intercambio Iónico
2
4
4
3424
4
342
2
42 2)(2 SOSOUORSOUOSOR
2
3
4
3324
4
32
2
32 2)(2 COCOUORCOUOCOR
4
3423424)(44)()( SOUORXXSOUOR
Etapa de Regeneración
244224 22 SOHSOROHRHSO
Envenenamiento de la resina
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Intercambio Iónico
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Intercambio Iónico
Resina de intercambio iónico cortesía de Crow Butte Resources, Inc.
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Intercambio Iónico
Photograph of downflow ion exchange columns housed in the Plant Building courtesy of Crow Butte Resources, Inc.
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Departamento de Ingeniería Metalúrgica
Intercambio Iónico
PROCESAMIENTO POR IX DE ORO
eAuAu
2CNAu2CNAu
2
4232
2
423:22: SOCNAuHNRCNAuSOHNR
Adsorción de oro por una resina débilmente básica
La elusión es llevada a cabo con soluciones de hidróxido de sodio
OHCNAuNROHCNAuHNR22323
::
Protonación de la resina, previo al ciclo de extracción
2
423423:2 SOHNRSOHNR
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Intercambio Iónico
Selección de la Resina
1) Solución a tratar agresiva, contenido de oxidantes2) Temperatura de operación3) Velocidad de flujo alta o moderada4) Lecho de resina profundo o poco profundo5) Capacidad de operación requerida6) Pérdidas esperadas bajas7) Ciclos cortos o largos8) El uso de regenerante es a temperaturas altas9) El uso de regenerante es a altas concentraciones10)Sistema de lecho fijo, fluidizado, empaquetado o sistema continuo11)La utilización de las resinas es en lecho estratificado o mezcladas12)La etapa de elución requiere transferencia de resina13)El efluente es estrictamente limitado por carbono orgánico total (TOC)14)La aplicación es en la industria alimentaría o nuclear
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Intercambio Iónico
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Intercambio Iónico
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Intercambio Iónico
ION EXCHANGE SYSTEMS FORMETAL RECOVERY, DEIONIZING AND RECYCLING