CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
2.2.1. Nhựa trao đổi ion
Nhựa IRA 420
Nhựa trao đổi ion lựa chọn dựa trên các tiêu chí về cấu tạo, độ trƣơng nở, dung lƣợng toàn phần, ion linh động do nhà sản xuất cung cấp. Các tiêu chí đánh giá đƣợc dựa và đối chiếu với nhựa hiện dùng IRA 420 – loại nhựa đƣợc IAEA cung cấp, có hiệu quả xử lý dung dịch tốt, các thông số cơ bản nhƣ sau:
Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của nhựa IRA 420
Loại liên kết Mạng liên kết ngang polystyrene Divinylbenzene Nhóm chức năng Amin bậc 4
Ion trao đổi Cl-
Kích thƣớc hạt 16 – 50 mesh (0.3 - 1.2- mm ) Độ ẩm 47 - 55% Nhiệt độ làm việc 60 °C Dung lƣợng tổng 1.2 Đlg/l Độ trƣơng nở 15% pH làm việc 0 – 14
Các số liệu về khả năng hấp thu của nhựa này đối với urani và sắt trong các dung dịch sạch đã đƣợc nghiên cứu chi tiết trong tài liệu [11] và đƣợc đƣa ra trong các bảng 2 và bảng 3. Hấp dung toàn phần của nhựa IRA 420 đạt khoảng 1,4 đƣơng lƣợng/lít nhựa ƣớt. Các số liệu về khả năng hấp thu của nhựa này đối với urani và sắt trong các dung dịch có mơi trƣờng sulfate tuỳ thuộc vào nồng độ ban đầu và pH đã đƣợc nghiên cứu chi tiết trong tài liệu và đƣa ra trong các bảng 2.2 và bảng 2.3.
Bảng 2.2. Hấp dung urani của nhựa IRA 420 tại các nồng độ urani và pH khác nhau
Nồng độ urani trong dd (gU/l)
Hấp dung urani (g/l nhựa ƣớt)
pH=1,2 pH=1,4 pH=1,6 pH=1,8 0,3 26,2 38,1 44,2 53,5 0,5 39,5 50,4 57,5 65,5 0,7 49,4 59,2 66 75 1,0 59,2 68,15 75,1 82,5 1,4 66,1 75,2 82,3 88,5 1,8 67 76,1 86,2 88,6 2,0 67,2 77 87 88,62 (Nồng độ SO42-
Bảng 2.3. Hấp dung đối với sắt (III) của nhựa tại các nồng độ và pH khác nhau Nồng độ Fe3+ trong dd (g/l) Hấp dung sắt (g/l nhựa ƣớt) pH=1,2 pH=1,4 pH=1,6 pH=1,8 0,65 0,47 0,91 1,39 2,79 1,0 0,79 1,53 2,45 4,55 1,5 1,10 2,32 3,73 6,62 2,2 1,39 3,21 5,16 8,75 2,9 1,59 3,89 6,23 10,09 3,7 1,78 4,46 7,06 10,85 (Nồng độ SO42-
của dung dịch được giữ cố định là 20 g/l)
Nhựa anion Indion GS 300
Indion GS 300 (viết tắt GS 300) là loại nhựa trao đổi anion gốc bazơ mạnh, dạng hạt keo, đƣợc sản xuất từ Polystyrene Copolymer với 4 nhóm chức -NH4. Nhựa GS 300 có dung lƣợng trao đổi và độ bền cơ học cao, đạt hiệu quả tái sinh tốt. Với kích cỡ hạt đồng đều, GS 300 thƣờng đƣợc dùng để trao đổi với tốc độ dòng của dung dịch cao. Khi nhựa trao đổi bão hịa có thể tái sinh nhựa đã sử dụng bằng dung dịch NaCl hoặc dung dịch NaOH theo nguyên lý cùng chiều hoặc ngƣợc chiều với quá trình hấp phụ. GS 300 là sản phẩm của Tập đoàn Ion Exchange, sản xuất tại Ấn Độ từ năm 1964 và đƣợc xuất khẩu sang các nƣớc Mỹ, Anh, Nhật, Nga, Thái Lan, Philippin, Malaysia,… Độ bền sử dụng ít nhất 3 năm nếu thực hiện theo đúng quy trình của nhà sản xuất. Đặc tính kỹ thuật của nhựa đƣợc đƣa ra trong bảng 2.4:
Bảng 2.4: Các thông số cơ bản của nhựa GS 300
Cấu trúc polymer Mạng liên kết ngang polystyrene Divinylbenzene
Nhóm chức năng Amin bậc 4 Ion trao đổi Cl-, OH-
Tổng dung lƣợng trao đổi 1,2 Đlg/l
Độ ẩm 48 – 54%
Cỡ hạt 16 – 50 mesh (0,3 - 1,2 mm) Nhiệt độ làm việc tối đa:
gốc OH- gốc Cl- 60oC 70oC Khoảng pH làm việc 0-14 Độ trƣơng nở (Cl- - OH-) 15 – 20%
Nồng độ dung dịch tái sinh NaOH = 2-5% hoặc NaCl = 10-15% Trọng lƣợng vận chuyển 640 kg/m3
Nhựa Anion-Purolite A 400
Purolite A 400 (viết tắt là A 400) là hạt nhựa trao đổi anion dạng bazơ mạnh có cấu trúc gel, là hạt nhựa copolymer có nguồn gốc từ Styren-divinylbenzene với nhóm chức Type I Quaternary Ammonium. Hãng sản xuất: Purolite – Anh. Đặc tính kỹ thuật đƣợc đƣa ra trong bảng 2.5.
Bảng 2.5: Các thông số cơ bản của nhựa A 400
Cấu trúc polymer Mạng liên kết ngang polystyrene Divinylbenzene
Nhóm chức Amin bậc 4
Ion trao đổi Cl-
Tỷ trọng vận chuyển 680 – 695 g/l
Kích thƣớc hạt
16 – 50 mesh (0,3 - 1,2 mm) +1.2 mm <5%; - 0.3 mm <1%
Độ ẩm 48 – 54%
Tổng dung lƣợng trao đổi 1.3 Đlg/l Nhiệt độ làm việc 60oC Khoảng pH ổn định 0-13