انواع رزین
انواع رزین ( رزین اسیدی و رزین بازی)
رزین بر اساس یون‌هایی که جذب و به آب وارد می‌کند انواع مختلفی دارد. دسته بندی رزین‌ها به این صورت است:
1. رزین کاتیونی یا رزین اسیدی
الف) رزین اسیدی قوی
ب) رزین اسیدی ضعیف
2. رزین آنیونی یا رزین بازی
الف) رزین بازی قوی
ب) رزین بازی ضعیف
۱. رزین کاتیونی یا رزین اسیدی
رزین کاتیونی به شکل (R—H) و یا (R—Na) هستند.R قسمت جامد و H یا Na، یون هیدروژن و سدیم آن است. رزین کاتیونی در فرایند دیونیزه کردن آب در واحدهای دمین و جهت سختی‌گیری در سختی‌گیرهای رزینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هنگام استفاده از رزین کاتیونی یون هیدروژن و سدیم جایگزین کاتیون‌های موجود در آب می شود. هنگام احیا کاتیون‌های سطح رزین وارد محلول احیا شده و مجدداً هیدروژن و سدیم جایگزین آن‌ها می‌گردد.
انواع رزین های اسیدی
رزین‌های اسیدی بر مبنای قابلیت تفکیک به دو دسته‌ی رزین اسیدی قوی و رزین اسیدی ضعیف تقسیم می‌شود.
الف) رزین اسیدی قوی یا رزین کاتیونی قوی
این رزین به شکل (R—H) است. رزین اسیدی قوی تحت هر PH عمل می‌کند و نمک‌های قوی و ضعیف را تجزیه می‌کنند. گاهی عمر رزین کاتیونی قوی به ۲۰ سال هم می‌رسد. برای تبادل یون کاتیونی ( سختی‌گیری و دیونیزه کردن) مناسب‌اند. این مبادله کننده‌ها معمولاً رزین سولفونه شده بوده و دارای یون HSO3هستند. لازم به ذکر است ظرفیت آن‌ها محدودتر از رزین اسیدی ضعیف است و سریع‌تر باید احیا شوند. در نتیجه احیای رزین کاتیونی قوی، پر هزینه‌تر از رزین کاتیونی ضعیف است. برای احیای رزین اسیدی قوی باید آن‌ها را با اسیدهای قوی همچون HCl و H2SO4 شستشو داد. زمان شستشو و احیای رزین کایتونی قوی به عوامل مختلفی چون میزان استفاده، غلظت اسید و …. بستگی دارد.
ب) رزین اسیدی ضعیف یا رزین کاتیونی ضعیف
رزین کاتیونی ضعیف به شکل (R—Na) است. رزین اسیدی ضعیف در PH کمتر از ۷ کاتیون‌ها را به خوبی تعویض نمی‌کنند. بنابراین کاتیون نمک‌های قوی را نمی‌توانند به سادگی تعویض کنند. رزین کاتیونی ضعیف بیشتر برای سختی‌گیری آب و حذف املاح سختی (املاح چند ظرفیتی مثل کلسیم، منیزیم، آلومینیوم و …) در دستگاه‌های سختی‌گیر رزینی به کار برده می‌شوند. رزین‌های کاتیونی ضعیف بازدهی بالاتری در مقایسه با رزین‌های کاتیونی قوی دارند. در نتیجه باعث تولید پساب کمتر در احیا مکرر می‌گردد. اصولا زمانی که هدف جداسازی کلیه کاتیون‌های آب است. به کارگیری توام رزین کاتیونی قوی و ضعیف از نظر اقتصادی مناسب تر از به کارگیری رزین کاتیونی قوی است.
رزین کاتیونی ضعیف در جذب CA2+ بسیار مناسب هستند. عامل تبادل رزین کاتیونی ضعیف معمولا یک اسید ضعیف مثل –COOH (اسید کربوکسیلیک، اسید استیک، اسید سیتریک و…) است. برای احیای رزین کاتیونی ضعیف، آن‌ها را در محلول آب و نمک (معمولاً ۱۰ درصد) شستشو می دهند. غلظت‌های کمتر و یا بیشتر از ۱۰ درصد نمک، اثر کمتری دارند و خلوص نمک عامل بسیار مهمی در احیا مناسب رزین کاتیونی سختی‌گیر می‌باشد.
برای تهیه محلول مناسب جهت احیای رزین کاتیونی ضعیف باید از نمک متبلور شده با خلوص ۹۹ درصد استفاده شود. در صورت استفاده از سنگ نمک و نمک معمولی به سبب ناخالصی در نمک، عمر رزین بسیار کاهش یافته و رزین به طور کامل احیا نمی‌گردد. اشتباه دیگر اکثر کارخانجات و کارگاه‌ها استفاده از آب چاه، آب ورودی به کارخانه و یا آب شیر برای تهیه آب و نمک است. این کار باعث می‌شود ناخالصی آب مورد استفاده مجدداً به رزین انتقال یافته و احیای مناسب صورت نگیرد. همچنین باعث می‌شود عمر مفید رزین کاتیونی که بالای ۵ سال است کاهش یابد. مناسب‌ترین آب برای تهیه محلول احیای رزین کاتیونی آب سبک شده توسط خود دستگاه سختی‌گیر است.
۲. زرین آنیونی یا رزین بازی
رزین آنیونی به شکل (R—OH) هستند. مانند قبل R سطح جامد رزین و OH یون هیدروکسید است. این رزین‌ها در فرایند دیونیزه کردن آب در واحدهای دمین استفاده می‌شود. برای احیای رزین آنیونی از محلول های بازی استفاده می‌شود. در هنگام استفاده از این رزین‌ها یون هیدروکسید جایگزین آنیون‌های موجود در آب شده و آب بازی می‌شود. در هنگام احیا آنیون‌های سطح رزین وارد محلول بازی شده و مجدداً هیدروکسید جایگزین آن‌ها می‌شود.
انواع رزین بازی
رزین های بازی نیز بر مبنای قابلیت تفکیک به دو دسته‌ی رزین بازی قوی و رزین بازی ضعیف تقسیم بندی می‌شود:
الف) رزین بازی قوی
این رزین‌ها نیز در هر PH ای عمل می‌کنند و تمام نمک‌های قوی و ضعیف را تجزیه می‌کنند. پاره ای از این مبادله کننده‌ها برای حذف سیلیس و CO2موجود در آب بسیار موثرند. عامل تبادل این رزین‌ها ملکول ترکیبی ازت چهار ظرفیتی مانند –NH4 است. رزین‌های بازی قوی نیز ظرفیت محدودتری نسبت به رزین‌های بازی ضعیف دارند و سریع‌تر احتیاج به احیا می‌یابند. برای احیا، آن‌ها را در محلول‌های بازی قوی همچون NAOH تقریبا خالص شستشو می دهند. رزین‌های آنیونی قوی قادر به جذب کلیه آنیون‌های موجود در آب هستند. رزین‌های آنیونی ضعیف مقاوم‌تر از رزین‌های آنیونی قوی هستند به همین علت در سیستم‌های تصفیه آب، رزین‌های آنیونی قوی در پایین دست رزین‌های آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.
ب) رزین‌های آنیونی ضعیف و رزین‌های بازی ضعیف
این نوع رزین در pH بیش از ۶، آنیون‌ها را به راحتی تعویض نمی‌کند.
رزین‌های آنیونی ضعیف قادر به جذب آنیون اسیدهای قوی نظیر اسید سولفوریک، کلریدریک و نیتریک اسید نیستند.
این رزین‌ها معمولاً از ترکیبات فنل – فرمالدهید یا اپوکسی به جای پلی استایرن – دی اتیل بنزن ساخته شده است.
این مبادله کننده‌ها سیلیس یا CO2 را نمی‌توانند تعویض کنند.
ولی ظرفیت زیادی داشته و لزومی به احیا سریع ندارند. علاوه بر این مقاومت این رزین‌ها بسیار بالا است.
این رزین‌ها برای قرار گرفتن بعد از رزین‌های اسیدی قوی مناسب هستند.
عامل فعال این تبادل کننده‌ها یک مولکول ازت دار مانند –NH2 است.
برای احیای آن‌ها می‌توان آن‌ها را در بازهای قوی و ضعیف شستشو داد.
