Dove le resine di scambio ionico sono utilizzate nel trattamento delle acque ultrapure

Nella produzione di prodotti chimici fini e nell'industria elettronica, l'acqua ultrapura deve essere rigorosamente prodotta secondo gli standard stabiliti. Ciò è essenziale per garantire gli standard di qualità dei prodotti chimici fini e l'integrazione dei circuiti. Durante la fase di produzione, ci sono requisiti di elevata purezza per le materie prime e devono essere seguiti anche rigorosi standard di produzione per altri componenti chimici e purezza del gas. Inoltre, l'acqua ultrapura svolge un ruolo cruciale per le imprese di produzione.

Sepurlite fornisce vari tipi di resina per Trattamento delle acque ultrapure Applicazione per l'ammorbidimento dell'acqua, la desalinizzazione dell'acqua e la lucidatura dell'acqua. Possono essere utilizzati combinati con un sistema in serie per garantire la qualità finale dell'acqua e garantire la produzione industriale regolare ed efficiente.

Le resine a scambio ionico sono ampiamente utilizzate nel trattamento delle acque ultrapure per l'ammorbidimento, la desalinizzazione e la lucidatura dell'acqua. Diversi requisiti di qualità dell'acqua richiedono un diverso sistema di trattamento, possiamo progettare il sistema di trattamento adatto per la produzione di acqua ultrapura.

Addolcimento dell'acqua.

La tecnologia di scambio ionico può infatti essere utilizzata per l'ammorbidimento dell'acqua durante la fase di pretrattamento della lavorazione dell'acqua ultrapura. L'obiettivo principale dell'addolcimento dell'acqua è rimuovere gli ioni di durezza dall'acqua, in particolare gli ioni di calcio (Ca^{2 +}) E ioni di magnesio (Mg^{2 +}), Al fine di prevenire l'accumulo di scala e proteggere le apparecchiature di trattamento successivo (come le membrane ad osmosi inversa) dai danni di ridimensionamento.

Principio di funzionamento

Nel processo di addolcimento dell'acqua, le resine a scambio cationico sono comunemente utilizzate, tipicamente nello ione sodio (Na⁺) Modulo. Quando l'acqua dura passa attraverso il letto della resina, gli ioni di calcio (Ca^{2 +}) E ioni di magnesio (Mg^{2 +}) Nello scambio di acqua con gli ioni di sodio sulla resina, rimuovendo così gli ioni di durezza dall'acqua e sostituendoli con ioni di sodio. Questo processo riduce efficacemente la durezza dell'acqua e impedisce la formazione di scala. La reazione è la seguente:
R-Na + Ca^{2 +} → R-Ca + 2Na⁺
R-Na + Mg^{2 +} → R-Mg + 2Na⁺

Durante questo processo, la resina a scambio ionico cattura gli ioni calcio e magnesio dall'acqua, impedendo loro di formare precipitati nelle apparecchiature di trattamento successive.

Lucidatura a letto misto

La lucidatura a letto misto ad acqua ultrapura è un passaggio fondamentale nella produzione di acqua ultrapura, che in genere funge da fase finale del processo di trattamento dell'acqua per rimuovere ulteriormente gli ioni residui di traccia, ottenendo così requisiti di purezza estremamente elevati. La lucidatura a letto misto è particolarmente importante in settori come la produzione di semiconduttori, i prodotti farmaceutici, l'ottica e l'industria nucleare, dove le richieste di qualità dell'acqua sono estremamente elevate.

Principi di funzionamento

Il sistema di lucidatura a letto misto contiene sia resine a scambio cationico che resine a scambio anionico, che vengono miscelate nello stesso contenitore (cioè il letto misto). Il suo principio di funzionamento utilizza la funzionalità di scambio ionico delle resine per scambiare i restanti cationi e anioni nell'acqua con ioni idrogeno (H) e ioni idrossido (OH-) sulle resine, generando infine molecole d'acqua (H2O). Questo processo riduce significativamente la conduttività dell'acqua, consentendo alla purezza dell'acqua di soddisfare gli standard dell'acqua ultrapura. La reazione è la seguente:

Reazione di resine Cationiche

R-H + Na⁺(Ca^{2 +}/Mg^{2 +}) → R-Na(Ca^{2 +}/Mg^{2 +}) + H⁺

Reazione di resine anioniche

R-OH + Cl^-(COSÌ₄^2-/NO₃^-/HSiO₃^-) → R-Cl(SO₄^2-/NO₃^-/HSiO₃^-) + OH^-

Reazione finale

R-H + R-OH + Na⁺ (Ca^{2 +}/Mg^{2 +}) + Cl^-(COSÌ₄^2-/NO₃^-/HSiO₃^-) → R-Na + R-Cl + H₂O

L'acqua ultrapura svolge un ruolo significativo in diversi settori high-tech, tra cui:

• Industria dei semiconduttori . Utilizzato per la pulizia di wafer e trucioli durante la produzione per garantire la qualità e le prestazioni del prodotto.
• Industria farmaceutica. Impiegato nella preparazione di soluzioni di iniezione e altri prodotti farmaceutici, aderendo a standard rigorosi come GMP e USP.
• Industria fotovoltaica. Utilizzato nella produzione di celle solari per pulire e rimuovere le impurità, migliorando l'efficienza dei moduli fotovoltaici.
• Laboratori. Richiesto per esperimenti di alta precisione, in particolare nella ricerca di biologia molecolare e chimica in cui gli standard di qualità dell'acqua sono estremamente elevati.
• Industria nucleare . Utilizzato nei sistemi di raffreddamento dei reattori nucleari per garantire un funzionamento sicuro ed efficiente.

Che cos'è l'acqua ultra pura?

L'acqua ultrapura si riferisce all'acqua con una purezza estremamente elevata, tipicamente con una conduttività inferiore a 0,055 μ S/cm e una resistività di 18,2 Ms· cm o superiore. Le specifiche comuni richiedono un TOC (carbonio organico totale) inferiore a 5 µg/L (ppb). Questa acqua non contiene praticamente ioni, composti organici, microbi o particolato, rendendo la sua qualità considerata priva di inquinamento. La produzione e l'uso di acqua ultrapura sono fondamentali in molte industrie high-tech.

Perché abbiamo bisogno di acqua ultra pura?

L'acqua ultrapura è ampiamente utilizzata nelle industrie high-tech dove ci sono requisiti ultra rigorosi di qualità dell'acqua. Nella produzione di circuiti integrati, chip a semiconduttore e display a cristalli liquidi o al plasma, è necessaria acqua di estrema purezza in alcune fasi di lavorazione. I circuiti integrati contengono conduttori molto fini, distanziati da una frazione di µm. Qualsiasi impurità minuto che si trova su due conduttori creerà un cortocircuito e rovinerà l'intero dispositivo. Più vicina è la distanza tra i conduttori, più drastica è la purezza dell'acqua richiesta utilizzata nel processo di produzione.

Qualche altra domanda di acqua ultrapura deriva da diversi fattori:

• Qualità del prodotto: In settori come i semiconduttori e i prodotti farmaceutici, la qualità dell'acqua influisce direttamente sulla qualità e sulle prestazioni del prodotto. Eventuali impurità possono portare a difetti o guasti del prodotto.
• Requisiti del processo di produzione: Molti processi di produzione moderni richiedono acqua di elevata purezza per garantire l'accuratezza e l'efficienza delle reazioni.
• Protezione ambientale: L'utilizzo di acqua ultrapura può ridurre la necessità di sostanze chimiche e ridurre al minimo la produzione di rifiuti, contribuendo alla sostenibilità ambientale.

Come produrre acqua ultra pura?

La produzione di acqua ultrapura prevede in genere diversi passaggi, tra cui:

1. Pretrattamento:
   Utilizzando filtrazione multimediale, filtrazione a carbone attivo e Ammorbidimento a scambio ionico Per rimuovere grandi particelle, solidi sospesi e contaminanti organici dall'acqua. Inoltre, può rimuovere ioni di calcio, magnesio e altri ioni di durezza.
2. Osmosi inversa (RO):
   Impiegando la tecnologia a membrana per rimuovere la maggior parte dei sali disciolti, metalli pesanti e microrganismi, riducendo così la conduttività dell'acqua.
3. Elettrodeionizzazione (EDI):
   Combinando campi elettrici con resine a scambio ionico per rimuovere ulteriormente gli ioni traccia dall'acqua, aumentandone la purezza.
4. Trattamento di lucidatura:
   Utilizzo Resine a scambio ionico a letto misto, Ossidazione UV, microfiltrazione e tecnologie di ultrafiltrazione per garantire che l'acqua soddisfi gli standard di purezza estremamente elevati.
5. Stoccaggio e monitoraggio:
   Conservare l'acqua ultrapura trattata in contenitori sterili e monitorare continuamente la qualità dell'acqua per garantire la stabilità a lungo termine.