除硼树脂的核心特性与除硼机理介绍
高选择性吸附
官能团设计:基于 胺聚羟基(Poly hydroxy amine) 官能团,通过多羟基与硼酸根离子形成稳定的五元/六元环状络合物,实现硼的特异性吸附,不受常见离子(如Na?、Ca2?、SO?2?等)干扰。
PH依赖性:较佳吸附pH为 碱性环境(pH>9),此时硼以B(OH)??形式存在,络合效率高;酸性条件(pH<7)则利于再生时解吸。
性能参数
参数 | 数值 | 说明 |
---|---|---|
平衡硼吸附容量 | 5.7 meq/mL(约62 mg/mL) | 显著高于普通树脂15 |
工作温度上限 | 80℃ | 适用高温工况 |
粒径范围 | 0.3–1.2 mm | 保证水流阻力与接触效率 |
出水硼浓度 | 可降至5 ppt(ng/L)级别 | 满足半导体超纯水要求46 |
二、应用场景与典型案例
半导体超纯水制备
必要性:硼会改变硅晶体的电学性质,干扰芯片掺杂工艺,导致阈值电压漂移和良率下降4。
案例:某芯片厂采用 "RO→除硼树脂柱→EDI→抛光混床" 工艺,将原水硼浓度从440 ppt降至5 ppt。
核电站冷却水处理
用于维持硼浓度低于0.1 ppm,防止硼酸沉积影响反应堆安全运行。
其他领域
海水淡化:深度脱硼保障饮用水合规(欧盟标准≤1 mg/L)。
盐湖提锂:去除卤水中硼杂质,提升锂盐纯度。
三、关键操作注意事项
系统设计与运行控制
位置安排:建议置于RO系统后、EDI或混床前,以便调节pH至碱性(通常加NaOH至pH 9.5–10.5)。
流速控制:较佳空床接触时间(EBCT)对应流速≤20 BV/h,避免穿透。
再生与维护
再生剂:4% HCl或H?SO?溶液,酸性条件破坏硼络合物。
再生步骤:酸洗→慢冲洗→碱转型(恢复OH?型)→终冲洗,需清除残留再生剂。
寿命管理:定期监测出水硼泄漏,典型使用寿命2–3年,受进水有机物/悬浮物影响。
四、对比优势总结
优势 | 实际价值 |
---|---|
抗离子干扰 | 高盐水中仍保持高效吸附(如海水、卤水) |
经济性 | 可再生重复使用,降低长期成本 |
环保性 | 物理吸附替代化学沉淀,减少二次污染 |
电子厂超纯水制备除硼树脂的核心特性
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