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離子交換技術與應用

離子交換是指利用離子交換劑能吸附溶液中一種離子同時放出另一種相同電荷的離子的特點，使這種交換劑和溶液之間進行的同號離子相互交換現象叫離子交換。離子交換技術是借助于離子交換樹脂中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或去除溶液中某些離子的目的。目前，離子交換主要用于水處理(軟化和純化)，溶液(如糖液)的精制和脫色，從礦物浸出液中提取鈾和稀有金屬，從發酵液中提取抗生素以及從工業廢水中回收貴金屬等。

(1)水處理

水處理系統普遍采用離子交換技術，離子交換樹脂在水處理領域的用量約占總產量產量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂主要應用于火力發電的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。

(2)食品工業

離子交換設備可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而后經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的使用僅次于水處理。

(3)制藥行業

離子交換技術在制藥工業的應用對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈霉素的開發成功即是突出的例子。近年還在中藥提純等方面有所應用。

(4)合成化學和石油化學工業

在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換技術代替無機酸、堿，同樣可進行上述反應，且優點更多。如離子交換樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

(5)環境保護

離子交換設備被應用在許多受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，可以使用離子交換樹脂進行回收。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液中的有用物質等。

(6)濕法冶金

離子交換技術可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

隨著科學技術的不斷發展，離子交換設備、EDI設備、軟化水設備的性能將不斷提高，應用于更廣泛的領域。