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Resinas de intercambio iónico

27/09/2022

Dentro de nuestra gama de filtros de lecho (como los ya mencionados filtros de arena o silex-antracita y de carbón activo) están los equipos empleados para resinas de intercambio iónico.

Las resinas de intercambio iónico son materiales sintéticos que generalmente presentan formas de esfera de entre medio y un milímetro. Se empezaron a emplear en la década de 1930, cuando se sintetizó la primera resina, y no han parado de evolucionar hasta la actualidad. La resina está formada por una matriz y un grupo funcional dependiendo de su aplicación. La matriz se obtiene mediante la polimerización de monómeros a los que se le añade un agente reticulante para dar una mayor resistencia física al polímero. Además, se pueden obtener matrices micro o macroporosas.

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La diferenciación y clasificación de las mismas vendrá definida por el grupo funcional que se añade a la matriz.

  • Resinas de intercambio catiónico fuertemente ácidas (grupo de ácido sulfónico, sulfonato de sodio…). Estas actuaran eliminando los cationes (en el caso de tratamiento de aguas sustituye los Mg+ o Ca+ por H+). Suelen abreviarse como SAC.
  • Resinas de intercambio catiónico débilmente ácidas (contienen ácidos carboxílicos). Actúan eliminando cationes más débiles como los asociados a bicarbonatos. Se abrevian como WAC. En el caso de tratamientos agua se denomina desalcalinización y el agua tratada contendrá dióxido de carbono que se elimina con un desgasificador.
  • Resinas de intercambio aniónico fuertemente básicas (contienen grupos amino cuaternarios). Actúan eliminando los aniones (en el caso de tratamiento agua sustituye los carbonatos y silicatos por hidroxilos -OH). Se abrevian como SBA.
  • Resinas de intercambio aniónico débilmente básicas (contienen grupos de amino secundarios y/o terciarios). Actúan eliminando los aniones de los ácidos fuertes tales como sulfatos, nitratos y cloruros. Se abrevian como WBA.

Las aplicaciones de las resinas van desde el empleo como catalizadores para mejorar el octanaje de las gasolinas hasta la aplicación en circuitos de agua en plantas nucleares. Aplicaciones más habituales son para desmineralizar sueros de leche y mejoras de colores y olores en la industria alimentaria, así como formulación de medicamentos en la industria farmacéutica.

La aplicación principal en tratamientos de agua sería quitar dureza del agua, para eliminar los iones de calcio y magnesio mediante resinas de intercambio catiónico. Cuando se precisa agua desionizada se combina a continuación con resinas aniónicas. Las primeras intercambian los cationes y la segunda los aniones produciendo un agua sin iones.

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Las resinas se instalan en lechos fijos a través de los cuales se hace pasar el agua a tratar. Cuando la resina pierde su capacidad de intercambio se debe regenerar haciendo pasar por ella una solución regenerante para unirse de nuevo a los radicales de la resina y desplazar a los iones retenidos durante el funcionamiento normal. Las más habituales son el ácido sulfúrico y la sosa cáustica. Las resinas, realizando correctos aclarados con agua y una buena regeneración, pueden durar muchos años (muchas de ellas tienen un coste superior al propio filtro de lecho).

Esto último hace que cuando fabricamos filtros metálicos para contener estas resinas estos deban ser protegidos con un recubrimiento de ebonita o neopreno interior (igual que cuando se emplean para filtrar agua de mar).

En Lama Sistemas de Filtrado participan en el diseño y fabricación de este tipo de filtros de lecho acorde a las especificaciones indicadas por nuestros clientes. El tipo de resina y las características de ésta suele venir definida por el fabricante de las mismas.

Estos equipos deben llevar un frontal de válvulas para realizar los lavado y aclarados y sobre todo la regeneración de éstas. En Lama diseñan el equipo acorde a la presión, códigos de diseño y volúmenes de resina requeridos.

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