工業(yè)鹽酸一般是將氯氣和氫氣在合成爐中燃燒生成氯化氫氣體，經水吸收而成。合成爐溫度很高，氯氣和鋼鐵爐壁接觸而反應，導致生成的氯化氫氣體中混有三氯化鐵蒸汽；這種氣體在管道輸送中也會引進雜質鐵，鐵的存在使鹽酸發(fā)黃。試劑鹽酸的鐵含量有嚴格的國家標準，故鹽酸除鐵在鹽酸生產中具有重要意義。生產試劑鹽酸一般是以工業(yè)鹽酸為原料在玻璃釜中蒸出氯化氫氣體，或由合成爐生產的氯化氫氣體直接凈化除雜。

采用A-21S離子交換樹脂除鐵，具有除鐵效率高、操作費用低、設備投資小、操作簡便等優(yōu)點，工業(yè)裝置運行良好。該工藝可用于低含鐵純鹽酸和試劑鹽酸的工業(yè)生產，鐵含量可達分析純試劑標準。

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A-21S樹脂離子交換技術除鐵原理

在濃鹽酸中，金屬離子主要以配合陰離子的形式存在，A-21S離子交換樹脂可以有效地除去濃鹽酸中的鐵離子，還可以不同程度地除去其它金屬離子。

含有雜質的濃鹽酸通過特種離子交換樹脂時，交換過程以鐵為例反應如下：

 

A-21S離子交換樹脂對鐵離子的吸附達飽和后，可用去離子水（蒸餾水）進行再生處理，由于鹽酸濃度的降低，進行以下再生過程：

 

離子交換樹脂經再生處理后，恢復原狀，可反復進行交換、再生過程。 

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小試裝置與工藝流程

小試裝置可采用固定床式離子交換生產工藝,工藝流程見圖：

 

工藝裝置：

設備材質可選優(yōu)質聚氯乙烯、聚乙烯等耐鹽酸腐蝕材料，管道、閥門可用聚氯乙烯或玻璃材料。

試驗樣品：A-21S樹脂；

離子交換柱測試注意事項：

注意事項

①考慮確定具體樹脂體積，并且選用合適的交換柱；

②運行前應先進行適當?shù)姆聪矗?/p>

③按照試驗要求考慮樹脂的狀態(tài)環(huán)境等；

④樹脂床的高度應該是1000mm 到1200mm；

⑤高位槽應該在交換柱上至少2000mm 以達到預期的流速；

⑥樹脂柱出水直接進入有體積標志的容器中；

⑦工作流速仔細考慮，注意出水的研究；

⑧采樣樣品定期分析繪制圖線，填寫適當?shù)挠涗洷恚?/p>

⑨進水應該不渾濁并且沒有明顯的顆粒物。

再生機理：

A-21S陰離子交換樹脂吸附飽和后，可用去離子水進行洗脫， 將鐵離子洗脫下去，樹脂轉換并恢復原組成形式，獲得再生。

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離子交換樹脂的使用

離子交換法除鐵設備投資小、工藝過程簡單，可以使鹽酸的雜質含量（含鐵）由ppm數(shù)量級躍升到ppb數(shù)量級。

樹脂處理

 

本工藝選用進口樹脂品牌Tulsimer® A-21S 特種離子交換樹脂。樹脂出廠時一般為氯型，使用前須去離子水浸泡和沖洗，并除去機械雜質及懸浮物。

裝柱

 

將處理過的樹脂和水一齊充入交換柱中（柱下閥門應關閉），填充至規(guī)定高度止，填充時應注意避免氣泡夾帶進去。裝柱過程中調整廢液排出閥，使液面高于樹脂層5cm為宜。

交換除鐵

 

將待處理的鹽酸泵入樹脂柱中，打開進酸閥及出酸閥門，并關閉其它閥門，調整出酸閥開啟量，控制流速在每小時5-10BV(BV為樹脂床體積倍數(shù)）。開始出酸時，酸的濃度較低，而后逐漸升高，用比重計不斷測量酸的濃度，達規(guī)定要求時，即為成品酸開始包裝。未達濃度要求的稀酸應單獨存放，以返回作氯化氫吸收液。交換過程中，應定時取樣分析鹽酸中鐵的含量，鐵含量超出標準時，應停止交換而進行樹脂再生操作。

再生

 

用去離子水采用逆流方式對樹脂進行沖洗，流速控制在每小時4BV。排出液為含大量三氯化鐵的廢液，需另行處理。沖洗時，需不斷檢驗流出液中鐵的含量，至無鐵時沖洗結束。此時樹脂再生操作完畢，可重新進行交換過程。

 

設備圖片

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注意事項

（1）處理酸濃度≥31%，最低不低于28%；

（2）該過程是低溫物理吸附，鹽酸溫度在20℃~30℃之間；

（3）運行時間與原料含鐵有關。通過計算與實踐確定適宜的運行周期，以確保處理鹽酸含鐵合格；

（4）樹脂投入使用后要注意設備運行的連續(xù)性，如果長時間停機要做清洗再生。