ゼオライトとイオン交換プロセスの違い

ゼオライト法、イオン交換法は水の軟化処理です。ゼオライト法とイオン交換法の大きな違いは、ゼオライト法が鉱物のゼオライトを硬水中の陽イオンの交換樹脂として使うのに対し、イオン交換法では数種類のイオン交換樹脂を使うことができる点です。また、ゼオライトプロセスは、硬水を軟水化するイオン交換プロセスで...

ゼオライト法、イオン交換法は水の軟化処理です。ゼオライト法とイオン交換法の大きな違いは、ゼオライト法が鉱物のゼオライトを硬水中の陽イオンの交換樹脂として使うのに対し、イオン交換法では数種類のイオン交換樹脂を使うことができる点です。また、ゼオライト加工は硬水を軟化させるイオン交換加工です。

硬水とは、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを多く含む水のことです。水中にこれらの陽イオンが存在すると、熱、金属パイプ、洗浄剤と反応し、ほとんどすべての洗浄作業の効果を低下させるなど、困難が生じることがある。そのため、硬水からこれらのイオンを除去することが望ましいのですが、これを軟水と呼んでいます。イオン交換プロセスによって除去することができます。ゼオライト法もその一つです。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ゼオライトプロセスとは 3. イオン交換プロセスとは 4. 横並び比較-表形式によるゼオライトプロセスとイオン交換プロセス 5. まとめ

ゼオライト法は何ですか？

ゼオライトプロセスは、化学的に合成されたゼオライトを用いたイオン交換技術により硬水を軟水化するプロセスである。水和ケイ酸ナトリウムを含む化合物である。これが「ゼオライト法」の名前の由来です。ゼオライトは、水の軟化過程でカルシウムイオンやマグネシウムイオンとナトリウムイオンを可逆的に交換することができます。

ゼオライトには、天然と合成の2種類があります。天然型は多孔質で、合成型は無孔質のゼオライトです。また、合成型は天然型に比べて単位重量当たりの交換容量が大きい。

沸石(zeolite)和离子交换法(ion exchange process)的区别

図01：ゼオライト層を持つシリンダー

プロセス

軟水化処理では、硬水を決められた速度でゼオライト層（シリンダー内）に通過させます。そして、水を硬くする原因となる陽イオンは、ゼオライトのナトリウムイオンと交換するため、ゼオライト層に保持される。その結果、この円筒から出る水には、カルシウムイオンやマグネシウムイオンの代わりにナトリウムイオンが含まれています。

しばらくすると、ゼオライトの層が枯渇してしまう。そこで、ゼオライトを再生するために、水流を止め、濃縮塩水（10%）で処理する必要があります。塩水で処理すると、塩水中のナトリウムイオンと交換することで、カルシウムイオンやマグネシウムイオンをすべて洗い流してしまうのです。このように、この処理によってゼオライトが再生されるのです。

イオン交換プロセスは何ですか？

イオン交換プロセスは、陽イオンまたは陰イオンで水を軟化させるプロセスである。硬水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと陽イオンや陰イオンを交換することで実現するのです。この過程では、可逆的な化学反応が起こります。ただし、この手法は希薄な溶液にしか使えません。そのために使用する装置がイオン交換機です。

タイプ

2種類あります。

陽イオン交換体 - 交換材料としてゼオライト、グリーンサンド、スルフォン化石炭などを使用します。
陰イオン交換体 - 金属酸化物、合成樹脂などを使用。

陽イオン交換体に使用する材料には、弱酸や強酸があります。強酸性陽イオン交換体は、主に硫酸官能基を含む。弱酸性の陽イオン交換体は、主にカルボキシル基を含んでいる。陰イオン交換体に使用する材料には、弱塩基や強塩基があります。このほか、イオン交換プロセスには、軟水化、脱アルカリ化、脱塩などがあります。交換過程に関与するイオン（硬水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと交換されるイオン）には、ナトリウムイオン、水素イオン、塩素イオン、水酸アニオンがある。