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離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動(dòng)的離子與被處理的溶液中的離子之間的離子擴散來(lái)實(shí)現的。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，這就是離子交換的基本原理。

離子交換劑是實(shí)現交換功能的*基本物質(zhì)，根據其材料性質(zhì)可分為無(wú)機離子交換劑和有機離子交換劑，又可分為天然離子交換劑和人工離子交換劑。天然離子交換劑有粘土、沸石、褐煤等，人工合成天然離子交換劑有凝膠樹(shù)脂、大孔樹(shù)脂、吸附樹(shù)脂、氧化還原樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂等。按其交換能力又分為強堿性樹(shù)脂、弱堿性樹(shù)脂、強酸性樹(shù)脂、弱酸性樹(shù)脂等多種類(lèi)型。離子交換樹(shù)脂實(shí)際上是有網(wǎng)狀結構的高分子固體與附著(zhù)在母體上的許多活性基團構成的不溶性高分子電解質(zhì)。

在廢水處理中，離子交換法可用于去除廢水中的某些有害物質(zhì)，回收有價(jià)值化學(xué)品、重金屬和稀有元素，或是為了實(shí)現水資源的重復利用。主要用于處理電鍍廢水，如鍍鉻廢水、鍍鎳廢水、鍍鎘廢水、鍍金廢水、鍍銀廢水、鍍鋅廢水、鍍銅廢水及含氰廢水等，在膠片洗印廢水中回收銀CD-2、CD-3等貴重化學(xué)藥品，還可用于其他含鉻廢水、含鎳廢水和含汞廢水、放射性廢水的處理。

每升含鉻數十至數百毫克的電鍍廢水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾去除懸浮物，再經(jīng)陽(yáng)離子交換器除去金屬離子，然后進(jìn)入陰離子交換器除去Cr₂O₇^2- 和CrO₄^2-，出水六價(jià)鉻的含量小于0.5mg/L，還可作為清洗水循環(huán)使用。陰樹(shù)脂用12%NaOH再生后，再生液含鉻可高達17g/L，將此再生液H型陽(yáng)離子交換器使NaCrO4轉變成鉻酸，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮7~8倍后，可返回電鍍槽重新使用。離子交換法處理電鍍廢水，*個(gè)陽(yáng)離子交換器的作用有兩個(gè)，一是除去金屬離子及雜質(zhì)，減少對陰樹(shù)脂的污染，因為重金屬對數值的氧化分解能起催化作用；二是降低pH值，使六價(jià)鉻以Cr₂O₇^2-存在，因為陰樹(shù)脂對Cr₂O₇^2-的選擇性大于對CrO₄^2-和其他陰離子的選擇性，而且交換一個(gè)Cr₂O₇^2-除去兩個(gè)Cr⁶⁺，而交換一個(gè)CrO₄^2-只能除去一個(gè)Cr⁶⁺。由于Cr₂O₇^2-是強氧化劑，容易引起樹(shù)脂的氧化性破壞，因此一定要選用化學(xué)穩定性較好的強堿性樹(shù)脂。