De IOX harsen hebben een bepaalde lading; positief of negatief.
Kationharsen zijn negatief geladen, Anionharsen zijn positief geladen.
Gebruikmakend van deze eigenschappen, kunnen we ionen en moleculen met een tegengestelde lading aantrekken en vasthouden aan de IOX.
De Ionenwisselaar harsen
Hoe het proces er in begrijpelijke taal en deels gevisualiseerd uitziet:
IOX harsen zijn gemaakt van kunststof, te weten Polystyreen (familie van "piepschuim"). De polystyreen bolletjes krijgen hun specifieke vaardigheden door de functionele groepen die verwerkt worden aan de polystyreen drager.
Hierdoor omstaan Kation harsen en Anion harsen. In de fabriek wordt dus bepaald welke functie een IOX krijgt.
Hoe wordt een Ionenwisselaar een Ionenwisselaar?
Bolletjes gemaakt van kunststof zullen geen effect hebben als ionenwisselaar. Door functionele groepen te verwerken in de kunststof bolletjes, krijgen de bolletjes een onbalans waar we gebruik van kunnen maken.
Gesulfoneerde Polystyreen krijgt een negatieve onbalans; Kation IOX.
De Kation IOX is negatief geladen, en trekt daarom positieve deeltjes aan.
Nu moeten we inwisselbare ionen tegen de Kation IOX "plakken" . Door een Regenerant langs de IOX te sturen, geven we de Kation IOX de potentie tot ionenwisselen. Veel voorkomende regeranten voor Kation IOX zijn HCl (zoutzuur) en NaCl (keukenzout). Voor de uitleg nemen we HCl als voorbeeld.
De chemie achter HCl; Zoutzuur heeft 2 bestanddelen, H+ en Cl-, dus HCl. We zien dat H+ het ingrediënt is met een positieve valentie. H+ wil daarom graag tegen de Kation IOX aanzitten.
Door een Kation IOX bed in een tank te spoelen met HCl, zal de Kation IOX geladen worden met zoveel H+ als er tegen een bolletje geplakt kan worden X het aantal bolletjes in de tank.
De Harsen zijn nu geregenereerd. Klaar om Ionen te wisselen.
Als de IOX al vol zitten met H+, hoe kunnen Ionen dan gewisseld worden?
De IOX harsen kunnen Ionen wisselen door middel van het principe van Voorkeur.
Het principe van Voorkeur houdt in dat bepaalde Ionen beter/ makkelijker tegen de IOX geplakt kunnen worden dan H+.
In het geval van de Kation IOX, betekend dat de Positieve Ionen Natrium, Calcium, IJzer, enzovoort een grotere voorkeur hebben voor de Kation IOX dan dat H+ heeft.
Links zien we wat er gebeurd als een waterstroom van boven naar beneden langs de harsbolletjes stroomt.
De positieve Ionen worden naar de IOX getrokken; Een hoeveelheid H+ Ionen verlaat de IOX en maken plaats voor de andere positieve Ionen. Dit alles gebeurd valentie gelijk.
De H+ Ionen zullen in de vloeistof blijven en in principe niet meer door de IOX aangetrokken worden. Er is geen ruimte voor H+ en de andere Ionen hebben de voorkeur om aangetrokken te worden.
Een ander effect zal zijn, zeker als de IOX al wat verzadigd zijn, dat er banden of lagen van dezelfde Ionen ontstaan in het harsbed.
Dicht bij het verzadigingspunt van de IOX, kan het voorkomen dat groepen Ionen weer los komen van de IOX.
Wat als de IOX harsen verzadigd zijn?
Na verloop van tijd (eigenlijk; na verloop van capaciteit)
zal de IOX hars vol zitten met de ongewenste ionen, terwijl er geen H+ meer beschikbaar is.
N.B. : doorgaan met belasten van verzadigde IOX harsen, resulteert op een zeker moment in het loslaten van banden met ongewenste Ionen.
We moeten de verzadigde IOX harsen regenereren. De ongewenste Ionen willen we verwijderen en afvoeren, en we willen opnieuw H+ op de IOX harsen hebben. Na een geslaagde regeneratie zijn IOX harsen weer klaar om ongewenste Ionen te wisselen voor H+.
Hoe kan het "zwakke " H+ de sterkere Ionen van de IOX harsen verwijderen?
We hebben gezien dat de IOX harsen een voorkeur hebben voor bepaalde Ionen ten opzichte van H+; De H+ wordt van de IOX verwijderd en het ongewenste Ion "plakt" tegen de IOX.
We kunnen dit effect omkeren door overmatig Regenerant langs de IOX harsen te spoelen. Het regenerant moet er zorg voor dragen om met een grote overmaat aan H+ langs de IOX harsen stroomt. Daarbij is de snelheid van de stroom aan H+ langs de IOX een belangrijke factor.
We krijgen H+ door HCl (zoutzuur) in water op te lossen, tot er 10% zoutzuur in het water zit. In de waterige oplossing, splitst HCl zich in H+ en Cl-.
De H+ verdringt de Ionen die op de IOX harsen zitten. Op dat moment zijn de verdrongen Ionen te meten in het regeneratie water dat afgevoerd wordt.
Zodra het regeneratie proces volledig is doorlopen, zijn de IOX harsen weer gereed voor gebruik: het afvangen van ongewenste ionen in water.
ONZE PARTNERS
Uiteraard zijn we VCA-VOL gecertificeerd
