LES RÉSINES ET LEURS RÔLES
Le principe de base des résines échangeuses d'ions consiste à "piéger" les ions présents dans l'eau. Les résines agissent alors comme des éponges. Lorsqu'elles sont "pleines" (saturées), il convient de passer à la procédure de régénération afin qu'elles puissent recommencer à se gorger comme une éponge.
Qu’es-ce qu’une résines échangeuses d’ions
Le principe consiste à échanger certains ions, voire la totalité, avec des groupes actifs fixés sur des résines. Les résines, qui se présentent sous forme de billes ou sous forme de poudre sont donc capables d'échanger leurs ions mobiles avec des ions de même signe, contenus dans une solution avec laquelle elles sont mises en contact.
Plusieurs types d’échangeurs d’ions sont à distinguer voici la famille de
RÉSINES CATIONIQUES :
Les résines cationiques faibles, ou résines carboxyliques, sont très peu utilisées en traitement de surface. Elles fixent les cations qu'en milieu alcalin ou faiblement acide (pH > 3). Elles sont régénérées à l'acide chlorhydrique ou sulfurique.
Les résines Cationiques régénérées à l’acide :
Il s'agit de résine cationique forte ou résine type sulfonique qui échangera les ions Ca2+, Mg2+, K+, Na+ contre des ions H+. Lors de la régénération, réalisée par de l'acide chlorhydrique ou sulfurique, c'est le processus inverse qui sera réalisé. Leur résistance thermique et chimique est très élevée et fixe tous les cations dans une gamme de pH très étendue (1 > pH > 13).
Certaines d'entre elles sont dites « macroporeuses » car elles ont des propriétés absorbantes et sont réservées lorsque l'eau à traiter renferme une forte charge de D.C.O.
Les résines cationiques régénérées à la saumure (pour les adoucisseurs) :
Il s'agit de résine cationique forte qui échangera les ions Ca2+, Mg2+, K+ contre des ions Na+.
Lors de la régénération, réalisée par du chlorure de sodium, c'est le processus inverse qui sera réalisé.
Les résines complexantes ou chélatantes :
Les résines complexantes ou chélatantes sont des résines cationiques qui présentent la particularité d'une sélectivité marquée pour toute une série de métaux lourds et de métaux de transition. Par ailleurs, elles fixent en priorité les métaux ou groupement bivalents avec une très faible affinité pour le calcium. Elles sont régénérées par de l'acide chlorhydrique ou sulfurique, puis conditionnées à la soude, de manière à limiter l'abaissement du pH de la solution ainsi traitée.
RÉSINES ANIONIQUES :
Les résines anioniques fortement basiques :
Les résines anioniques fortement basiques fixent les anions d'acides forts et faibles dans une plage de pH comprise entre 1 et 12. Dans le cas d'une solution contenant du cyanure, celui-ci est fixé sur ce type de résine. En revanche la silice n'étant pas bien retenue, c'est elle qui «fuira» en premier. Ce type de résine est régénéré à la lessive de soude. Par ailleurs, ce type de résine est facilement contaminé par une pollution de type organique, il conviendra de la protéger avec un bidon de charbon actif.
Les résines anioniques moyennement basiques :
Les résines anioniques moyennement basiques fixent les anions forts à des pH acides (< 5), ce qui est intéressant pour fixer l'acide chromique notamment, mais aussi les acides faibles (acides carboniques ou siliciques). Ce type de résine est régénéré à la lessive de soude et est moins sensible à la pollution de type organique.
Les résines en lit mélangé :
Il s'agit d'un mélange de résine cationique forte et de résine anionique forte. Ces résines sont généralement réservées pour des applications spécifiques (nucléaire par exemple, ou traitement pour monter en résistivité après déminéralisation sur un échangeur cationique et un ou deux échangeurs anioniques) et sont soit «jetables», soit retraitées en centre après séparation par fluidisation.
Résines inertes :
Cette résine n'a aucune particularité chimique. Elle est employée pour la diffusion du réactif de régénération et ainsi éviter la formation de poches ou pour la séparation de phase dans le cas d'une régénération d'une résine en lit mélangé. Elle permet aussi d'éviter l'emploi de sable ou de billes de verre lorsque l'eau déminéralisée doit respecter une très forte qualité en silice (production de vapeur surchauffée par exemple).
Résines absorbantes :
L'absorbtion n'est pas, à proprement parler, un procédé d'échange d'ions, mais cette résine reste très voisine des résines échangeuses d'ions. Leur application permet l'élimination des impuretés organiques dans les effluents.
| Nettoyeur de résine |
Les résines des échangeurs d'ions ont besoin d'être régénérées après utilisation de manière à pouvoir être réutilisées. Lors de l'utilisation de l'échangeur d'ions, des problèmes d'encrassement apparaissent. Les polluants entrant dans la résine ne sont pas enlevés lors de la régénération, c'est pour cela que les résines doivent préalablement être lavées avec des produits chimiques avant la régénération.
Les produits chimiques qui sont utilisés peuvent être par exemple le chlorure de sodium, le chlorure de potassium, l'acide citrique et le dioxyde de chlore.
Le dioxyde de chlore permet d'éliminer les polluants organiques des résines à échangeurs d'ions.
Le dioxyde de chlore permet d'éliminer les polluants organiques des résines à échangeurs d'ions.
