低品位鎳銅礦和鈾礦的浸出與分離富集研究

1、低品位鎳銅礦和鈾礦的浸出與分離富集研究一、低品位鎳銅礦的浸出（一）氨浸低品位氧化鎳礦采用的還原焙燒氨浸工藝又稱Caron法，由Caron教授發(fā)明，50年代古巴尼加羅(Nicaro)冶煉廠和70年代澳洲QNI 公司的Yabula鎳廠相繼建成此法生產(chǎn)線，全流程鎳的回收率達到75%-80%，鈷回收率約40%-50%。還原焙燒的目的是使硅酸鎳和氧化鎳最大限度地被還原成金屬，可采用回轉窯、多膛爐或流態(tài)化爐，還原度一般控制在60%-70%，平均停留時間約0.5h，同時控制還原條件，使大部分Fe3+還原成Fe3O4，只有少部分Fe3+被還原成金屬，結合的氧化鎳( 如NiO·SiO2，NiO

2、3;Fe2O3)還原為活潑的、游離的金屬鎳。所謂氨浸，是用氨性溶液在常壓下采用多級逆流浸出方法將還原焙燒產(chǎn)出的焙砂中的鎳、鈷以Ni(NH3)62+、Co(NH3)62+的形式轉入溶液中，而鐵、鎂等存在于渣中，從而達到鎳、鈷與鐵等的初步分離。氨浸法最大缺點是鈷的回收率不高，小于60%。低品位氧化銅礦也可采取氨浸辦法，如云南東川湯丹氧化銅礦處理的高堿性脈石氧化銅礦，含銅0.8%-1.5%，片巖型礦，風化較好，碳酸鹽含量較高，礦物中堿性脈石(CaOMgO)含量達10%以上。若采用酸浸工藝，不僅耗酸量大，經(jīng)濟上不合理；同時由于酸浸時生成大量的硫酸鈣易使礦堆板結，不利于溶液的滲透。該廠是中國首家采用低濃

3、度氨浸堆浸方法的銅廠，總體工藝由北京礦冶研究總院設計，設計能力為年產(chǎn)陰極銅300-500t。礦石為露天開采，經(jīng)顎式破碎機二級破碎，碎后粒度約50mm，分區(qū)筑堆，每層堆高6m。礦堆鋪設滴灌網(wǎng)滴灌浸出，同時抑制氨的揮發(fā)。浸出液含銅1-1.5g/L，萃取提銅后經(jīng)汽浮池浮油處理返回浸堆。萃取系統(tǒng)為兩級萃取、一級洗滌、一級反萃作業(yè)。主要試劑液氨的消耗約為1.5tNH3/tCu。（二）酸浸高壓酸浸工藝處理氧化礦始于20世紀50年代末，工藝技術核心包括高壓釜技術和溶液處理技術。與還原焙燒-氨浸工藝相比，高壓酸浸工藝具有能耗低、鎳回收率高、鈷浸出率高(可以達到90%以上)等優(yōu)點。低品位氧化鎳礦的高壓酸浸法通常

4、用硫酸選擇性浸出鎳和鉆，包括礦漿制備、浸出和鎳鈷回收3道工序。礦石經(jīng)過洗滌與篩分，加水制成固含量25%的礦漿，進濃密機濃密。底流中固體占45%75%，用泵送至浸出段。在250-270、4-5MP的高溫高壓條件下，用稀硫酸將鎳、鉆等與鐵、鋁礦物一起溶解，并控制一定的pH值等條件，使浸出的少量鐵、鋁和硅等雜質元素水解進入渣中，鎳、鈷選擇性進入溶液。浸出液用硫化氫還原中和、沉淀，得到高質量的鎳鈷硫化物，再通過傳統(tǒng)的精煉工藝配套產(chǎn)出最終產(chǎn)品。澳大利亞西部考斯( Cawse)、布隆( Bulong)和莫林莫林( Murrin Murrin)三個鎳廠均采用高壓酸浸法處理低品位氧化鎳礦，首期工程年生產(chǎn)能力2

5、.7-3萬t，總投資額為21.6億澳元。高壓酸浸法最大的優(yōu)點是鈷的浸出率高，可達90%以上，大大高于其他流程。但高壓酸浸法只適合處理含鎂低的氧化礦，因為鎂含量高會加大酸耗量并影響后續(xù)工藝流程。此外，由于高壓酸浸過程中浸出液始終處于過飽和狀態(tài)，溶液中不斷有固體沉淀產(chǎn)生，大部分沉淀形成浸渣，少部分在高壓釜內(nèi)部形成結垢，影響高壓酸浸工藝的運行。高壓酸浸需采用高壓條件，對設備、規(guī)模、投資、操作控制等有很高要求，也影響了其推廣應用。因此，若能實現(xiàn)在常壓條件下操作，則會給氧化礦的處理技術帶來革命性轉變。常壓酸浸法處理氧化鎳礦的一般工藝為：對礦石先進行磨礦和分級處理，將磨細后的礦漿加入10%稀硫酸溶液，浸出

6、溫度約90，常壓下攪拌，將礦石中的鎳浸出進入溶液，鎳浸出率可達80%，鈷的浸出率可達到60%以上。浸出液再用碳酸鈣進行中和處理，過濾進行液固分離，得到的浸出液用CaO或Na2S做沉淀劑進行沉鎳。歐洲鎳公司( European Nickel)目前正在土耳其進行大規(guī)模堆浸試驗處理氧化鎳礦，有望建成世界上第一座采用堆浸技術提取鎳和鈷的工廠。常壓酸浸法的缺點是礦堆容易板結，溶液滲透性差，影響浸出效果；Fe3+和Al3+等被大量浸出，浸出渣量大，酸耗較高；此外，除鐵是所有常壓酸浸工藝必須面對的難題。常壓酸浸法用于低品位氧化銅礦的成功案例是中條山銅礦峪銅礦，該礦是中國首次采用地下溶浸技術處理難選低品位氧化

7、銅礦，由北京礦冶研究總院和長沙礦山研究院設計，設計能力為500tCu/a，1999年5月投產(chǎn)。地下溶浸技術是一種采、選、冶相結合的礦物處理技術，不需要把礦石開采出來，不破壞植被和生態(tài)，對環(huán)境沒有污染，對那些品位低、埋藏深、不宜開采或工程地質條件復雜，用常規(guī)技術無法開采或不經(jīng)濟的礦體有重要意義。中條山銅礦峪銅礦在930m標高的采空區(qū)遺留有約400多萬噸低品位氧化銅礦，礦石平均品位0.6%，氧化率50%以上。采用地下溶浸技術，通過在地表噴淋，在舊礦坑道把溶液收集起來用泵送至地表作萃取處理。浸出液含銅13g/L，采用兩級萃取、一級反萃作業(yè)。又如美國亞利桑那州的San Manuel 銅礦，是一大型斑巖

8、銅礦，從50年代開始采礦，上部氧化礦采用堆浸，下部采空區(qū)進行地下溶浸，年生產(chǎn)能力7.3×105tCu。（三）生物浸出生物浸出技術工業(yè)化始于20世紀60年代的銅礦、鈾礦，到了20世紀80年代生物浸出技術發(fā)展更加迅速，并在銅、鈾、金等冶金方面大規(guī)模工業(yè)應用，生物浸出的研究與應用領域已由銅、鈾、金等的提取向鎳、鈷、鋅、鉬、磷、煤脫硫等領域拓展，到1999年鎳鈷礦的生物提取也相繼實現(xiàn)了工業(yè)應用，標志著鎳鈷礦的生物浸出已從實驗室走向工業(yè)化應用。從80年代起, 國內(nèi)一些從事基礎研究的單位如北京有色金屬研究總院、中國科學院過程工程研究所、中南大學等開始系統(tǒng)研究各類金屬礦的細菌浸出機制的研究，以選育

9、對pH和溫度耐受性好、抗毒性強、浸礦效率高的細菌。針對金川一礦區(qū)(龍首礦)和二礦區(qū)的低品位鎳銅礦(包括貧礦、表外礦、混合礦及現(xiàn)行選礦工藝產(chǎn)出的尾礦等)，方兆珩等利用中科院微生物所提供的氧化亞鐵硫桿菌(T.f.) 和氧化硫硫桿菌(T.t.)進行浸出實驗，浸出時間為10d、溫度35的優(yōu)化條件下，鎳浸出率可達到80%、銅達45%、鈷達78%。細菌浸出氧化礦是利用微生物自身的氧化或還原特性，使礦物的某些組分氧化還原，從而與原礦物分離?？捎糜谘趸嚨V浸出的細菌較少，目前研究較多的細菌為黑曲霉?？傮w來說，生物浸出對尾礦、貧礦的資源化治理是非常有效的手段，但生物浸出難以克服的缺陷是金屬浸出率偏低、浸出周期長

10、，細菌對環(huán)境的適應性差，浸出溫度有明顯限制，在炎熱干旱地區(qū)，水的蒸發(fā)也是浸出需面臨的問題。二、浸出液中鎳銅的分離、富集與回收（一）化學沉淀法可用硫化鈉使浸出液中的Ni、Cu以硫化物的形式沉淀，Ni、Cu硫化物再進行加壓氧化浸出或火法冶煉，但沉淀過程中Fe也會同時沉淀下來，且硫化鈉的加入使生產(chǎn)過程中不可避免的會產(chǎn)生H2S氣體，為此需配備相應的廢氣吸收裝置，增加安全難度和投資。加堿沉淀則會使Ni、Cu、Fe、Mg等成分沉淀下來，由于MgO含量較高,通常在15%左右,不利于入爐冶煉。經(jīng)過降低MgO處理以后,將其變現(xiàn)成鎳銅產(chǎn)品還需漫長的工藝流程。（二）有機萃取法采用含N、P、S、O等元素的有機萃取劑可

11、對浸出液中Ni、Cu等金屬成分進行分離、富集，有機萃取劑包括：叔胺類、羧酸類、有機磷酸類、有機膦酸類、有機次膦酸、有機硫代次膦酸、酮肟或醛肟。陳愛良等將銅礦生物浸出液用Lix984(體積比為1:1的Lix860(醛肟)和Lix62(酮肟)在高閃點煤油中的混合物。)進行萃取實驗，結果表明：pH值大于2.22，相比O/A=1:1，攪拌速度為200r/min，攪拌時間為4min，萃取級數(shù)為3級，銅的萃取率能達到99.8%以上，銅分配比能達到600以上，鐵分配比小于1，銅鐵分離系數(shù)能達到1900以上。汪勝東等采用Lix84從氨性溶液中萃取分離鎳、鈷、銅，首先采用5級逆流共萃銅、鎳，鈷留在萃余液中。含銅

12、、鎳的負載相經(jīng)2級洗滌洗去氨，用鎳電解廢液進行7級逆流選擇反萃鎳，實現(xiàn)鎳與銅的初步分離；然后從含銅負載相中反萃銅得到純凈的硫酸銅，選擇反萃鎳得到的鎳溶液仍采用Lix84萃取脫銅并回收銅，從而將銅、鎳徹底分離，得到純的硫酸鎳溶液，這樣就將浸出液中的鎳鈷銅徹底分離。有機萃取法目前在鎳、銅的濕法冶煉上獲得了廣泛應用，但也存在明顯缺陷：需采用多級串萃和反萃工藝，才能達到一定分離效率，操作復雜；萃取劑和稀釋劑易燃易揮發(fā)，給生產(chǎn)帶來安全隱患；萃取劑的夾帶和流失會導致環(huán)境污染；殘留在反萃液中的萃取劑和稀釋劑會給電積工藝及最終的鎳、銅產(chǎn)品質量帶來影響。（三）樹脂吸附法通常可用于吸附分離金屬離子的離子交換樹脂有

13、陽離子交換樹脂和螯合樹脂，前者吸附作用力主要為靜電引力、后者吸附作用力主要為化學螯合配位作用。由于陽離子交換樹脂以靜電引力為主要吸附驅動力，因而會優(yōu)先吸附高價離子。具體來說，陽離子交換樹脂對一些金屬離子的吸附選擇順序是：Th4+Fe3+Al3+Cu2+Ni2+Mg2+K+Na+。由于鎳、銅尾礦通常會伴生有鐵元素，顯然普通的陽離子交換樹脂并不適合用于鎳、銅的富集分離。螯合樹脂是在樹脂骨架上接枝含N、P、S、O等元素的有機螯合基團，這些有機螯合基團中的N、P、S、O等元素可與特定的金屬離子發(fā)生化學配位作用，在樹脂內(nèi)部形成穩(wěn)定的多元環(huán)結構，從而使金屬離子從溶液中分離出來。因而，如果能開發(fā)高選擇性的螯

14、合樹脂，就可克服有機萃取劑的各種缺點，實現(xiàn)尾礦、貧礦的資源化治理。由于離子交換樹脂通常優(yōu)先吸附高價離子，因而在同等濃度下將首先選擇性吸附高價態(tài)的Fe3+，更何況氧化礦浸出液中Fe3+濃度遠高于Ni2+、Cu2+濃度，而且還要受到大量Mg2+的干擾。因而，能否開發(fā)Cu/Ni選擇性強且吸附量大的離子交換樹脂就成為低品位鎳、銅礦濕法冶煉的關鍵技術問題。三、鈾礦的濕法冶煉人類的能源利用經(jīng)歷了從薪柴時代到煤炭時代、油氣時代再到現(xiàn)在的煤炭油氣等化石能源與核能、水能、風能、太陽能、生物質能等低碳和無碳能源多元并舉的演變過程，在能源利用總量不斷增長的同時，能源結構也在不斷變化。每一次能源時代的變遷，都伴隨著生

15、產(chǎn)力的巨大飛躍，極大地推動了人類經(jīng)濟社會的發(fā)展。同時，隨著人類使用能源特別是化石能源的數(shù)量越來越多，能源對人類經(jīng)濟社會發(fā)展的制約和對資源環(huán)境的影響也越來越明顯。目前，化石能源仍是人類能源消費主體。據(jù)統(tǒng)計，2006年世界一次商品能源消費總量中石油占35.8%，居第1位；煤炭占28.4%，居第2位；天然氣占23.7%，居第3位；第4位為水能，占6.3%；而以電的形式利用的核能在世界一次商品能源消費中占5.8%，居第5位，其中核電在世界電力消費總量中占14.8%。其中，石油、煤炭以及天然氣均為不可再生的化石能源，從長遠來看總會有枯竭的一天。況且，石油及天然氣的生產(chǎn)使用過程中會造成CO2、CH4等溫室

16、氣體的大量排放；煤炭在生產(chǎn)使用中除排放大量的CO2外，還排放出SO2、煙塵、粉塵、氮氧化物等大氣污染物。這些排放物被公認為是造成全球氣候變暖和氣候異常，以及酸雨進而導致土壤、河流、湖泊酸化等環(huán)境問題的罪魁禍首。因此，各國把核能、水能、風能、太陽能、生物質能等低碳和無碳能源作為今后發(fā)展的重點。從1979年第一次世界氣候大會呼吁保護氣候系統(tǒng)開始，到1992 年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會通過聯(lián)合國氣候變化框架公約，再到京都議定書的出臺，國際社會為應對全球氣候變化做了不懈努力。隨著國際社會越來越關注環(huán)境問題以及能源技術不斷進步，煤炭、石油和天然氣在一次能源總需求中的份額將進一步下降，核能、風能、太陽能和生物

17、質能等清潔能源的份額將不斷提高。核電不排放SO2、煙塵、粉塵、氮氧化物等，在溫室氣體排放方面核電鏈的歸一化排放量僅等于煤電鏈的1%。國務院制定了大力推進核電發(fā)展的方針，提出了核電中長期發(fā)展規(guī)劃，明確2020年我國核電裝機容量應達到40千兆瓦以上（屆時約占全國總裝機容量的4 %，其比重仍比目前世界上核能利用的發(fā)達國家低許多，也比世界平均水平低。要達到該目標，需要在今后10年期間新開工建設30臺左右百萬千瓦級核電機組，要求從現(xiàn)在起每年要開工建設23臺百萬千瓦級的核電機組。由于可控核聚變的技術難度大，因而在今后比較長的一段時間內(nèi)核電的利用都將以核裂變能為主。能通過中子轟擊原子核產(chǎn)生核裂變的裂變材料只

18、有鈾-233、鈾-235、钚-239三種，其中鈾-233和钚-239在自然界中并不存在，它們分別是由自然界中的釷-232和鈾-238吸收（俘獲）中子后衰變生產(chǎn)的，在自然界中存在的裂變材料只有鈾-235。目前的核工業(yè)體系也基本都是建立在鈾-235熱中子裂變的基礎上。要實現(xiàn)2020年我國核電裝機容量達到40千兆瓦的目標，就必需完善并保障我國的核燃料循環(huán)體系，具體包括鈾礦勘探和開采、鈾水冶廠（鈾的提取和純化）、鈾轉化工廠、鈾濃縮工廠、燃料棒制造廠、重水工廠、輕水反應堆（發(fā)電站）、重水反應堆（發(fā)電站）和乏燃料棒處理工廠。在核燃料循環(huán)體系中，首當其沖的就是要做好鈾礦勘探和開采以及鈾的提取和純化這兩步工作

19、。據(jù)鈾礦地質系統(tǒng)1989年統(tǒng)計，我國礦床的鈾礦石品位多數(shù)在0.1%0.3%之間，礦床的平均品位為0.115%。全國一半左右的礦床地質品位在0.1%0.2%之間。礦床平均品位大于0.3%的只占礦床總數(shù)的6%，礦床平均品位小于0.1%的占礦床總數(shù)的33%左右。為了將鈾提取出來，通常采用濕法冶煉工藝把鈾從礦石轉入溶液，也就是鈾水冶，該過程有酸法浸出和堿法浸出兩種。無論用哪種浸出方法，都在浸出液中形成鈾的陰離子，例如以硫酸為浸出劑的酸法浸出液中，鈾一般以UO2(SO4)22和UO2(SO4)34陰離子形式存在，而在以碳酸鈉或碳酸鈉碳酸氫鈉混合溶液為浸出劑的堿法浸出液中鈾通常以UO2(CO3)34絡合陰

20、離子存在。鈾礦石浸出液中鈾的濃度仍然很低，同時還含有大量雜質，需要對鈾進行提取和濃縮，制備較純的鈾化合物，然后再進一步純化除去雜質，得到核級純的鈾化合物。鈾的提取目前主要有兩種方法：對鈾濃度高的礦漿或浸出液用溶劑萃取法，而鈾濃度低的用離子交換法。萃取法常用磷酸三丁酯、三脂肪胺等有機萃取劑。萃取法最大的問題是造成工業(yè)水體環(huán)境有機物的二次污染，其次是工藝流程復雜。由于我國鈾礦石品位普遍不高，因而浸出液中鈾的提取過程更多是采用離子交換法。目前常用聚苯乙烯二乙烯苯為骨架的強堿性陰離子交換樹脂來吸附浸出液中的鈾。例如離子交換樹脂與酸法浸出液中的UO2(SO4)22和UO2(SO4)34陰離子的交換過程如

21、下：2R4NX + UO2(SO4)22 (R4N)2 UO2(SO4)2 + 2X4R4NX + UO2(SO4)34 (R4N)4 UO2(SO4)3 + 4X但目前通用的強堿性陰離子交換樹脂如國內(nèi)品牌的201×7（產(chǎn)品性能相當于美國的AmberliteIRA-400，日本的Diaion SA-10A，德國的LewatitM500以及法國的AllassionAG217）在處理鈾礦石浸出液時有著明顯的缺點：1）吸附容量小，濕樹脂對1價陰離子的全交換容量約1.0mmol/ml，工作交換容量則只有不到0.4mmol/ml，UO2(SO4)22和UO2(SO4)34分別為2價和4價，因而

22、樹脂對其的吸附容量會更小，只相當于1價離子的1/2和1/4。胡凱光等用直徑為100 mm×7350 mm的吸附柱，樹脂裝載量約為26L，在吸附流速為3040m/ h的條件下研究了201×7強堿性陰離子樹脂對鈾的吸附性能，其飽和吸附容量僅為0.05 mmol/ml（11.9mg/ ml），吸附尾液中的鈾濃度約0.1mg/L。2）轉型膨脹率30%以上，實際操作中必需在吸附塔內(nèi)預留一定空間，使得吸附不夠徹底，造成吸附尾液中殘留較高的吸附質濃度。3）樹脂骨架為有機骨架，不耐輻射，鈾提取過程中長期的高強度輻射再加上樹脂轉型時反復的膨脹收縮容易造成樹脂的碎裂流失。四、離子交換樹脂研究進

23、展離子交換技術這門科學已經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展歷程，1850年兩位英國農(nóng)業(yè)化學家HSThompson和JTWay發(fā)現(xiàn)了土壤中的離子交換現(xiàn)象；1905年德國化學家RGans采用人造沸石來軟化硬水和凈化糖汁；1933年英國人BAAdmas和ELHolms合成了酚醛類型的陰、陽離子交換樹脂；1945年美國人GFDAlelio發(fā)明了性能更為優(yōu)良的苯乙烯系和丙烯酸酯系離子交換樹脂，使化學脫鹽制備純水的應用技術得到迅速發(fā)展。在此基礎上各國科學家又開拓了以聚苯乙烯和丙烯酸酯聚合物為骨架的兩性、螯合、氧化還原等不同用途的離子交換樹脂。迄今為止，離子交換技術已滲透到工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和科學研究等國民經(jīng)濟的各個領域，

24、得到廣泛應用。在金屬冶煉方面，50年代秘魯首先把離子交換技術用于濕法煉銅，前蘇聯(lián)的冶金工作者在這方面也做了大量研究。90年代美國RSA實驗室在Impala鉑有限公司用Superlig樹脂萃取金屬鉑和其他稀貴金屬。不過在濕法冶煉領域更多還是采用有機萃取劑來實現(xiàn)金屬成分的分離與富集，離子交換技術沒有能夠大規(guī)模應用于濕法冶煉的主要原因是：目前世界上使用的離子交換樹脂絕大多數(shù)是以苯乙烯或丙烯酸聚合物為骨架的有機離子交換樹脂，其性能存在難以克服的缺陷：交換速度慢、使用周期短、產(chǎn)品含水率高、吸附再生過程中存在周期性膨脹收縮現(xiàn)象等弊端，尤其是其吸附選擇性太差而導致其難以在成分十分復雜的酸浸液中分離富集有價金

25、屬上獲得工業(yè)化應用。此外，在金川這樣的高寒地區(qū)使用含水率高的有機樹脂時要注意防凍，否則樹脂因孔道中的水結冰產(chǎn)生體積膨脹而可能使樹脂破裂，降低樹脂機械強度和使用壽命。還有，反復的膨脹-收縮會使樹脂受到反復的內(nèi)應力作用，造成樹脂結構疲勞，從而導致樹脂破裂、粉化、流失；因為轉型膨脹樹脂裝柱時需預留一定空體積，不能裝滿，否則轉型膨脹時可能把樹脂柱脹裂。根據(jù)檢測結果：強酸性陽離子交換樹脂由Na+型轉變?yōu)镠+型時，體積會膨脹10%左右；強堿性陰離子交換樹脂由Cl-型轉變?yōu)镺H-型時，體積會膨脹30%左右；弱酸性陽離子交換樹脂由H+型轉變?yōu)镹a+型時，體積可膨脹50%以上；弱堿性陰離子交換樹脂由OH-型轉變

26、為Cl-型時，體積可膨脹20%以上。因而，如何獲得吸附選擇性高、吸附性能優(yōu)異的離子交換樹脂就成為解決金川低品位礦濕法冶煉的關鍵技術問題。河南大學無機型離子交換樹脂工程技術研究中心以無機材料硅膠為骨架生產(chǎn)的SI系列無機型離子交換樹脂很好的解決了有機樹脂在濕法冶煉應用中出現(xiàn)的問題。目前已產(chǎn)業(yè)化的無機型離子交換樹脂研究成果包括：一、對Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+等過渡金屬離子具有高吸附容量及交換速度的SICu、SI-1 、SI-2、SIB-1、SIB-2型離子交換樹脂；二、對Pb2+、Cd2+、Hg2+等重金屬離子具有特異吸附選擇性的SI-3、SIB-3型離子交換樹脂；三、可用于去除Cu2

27、+/Ni2+/Zn2+/Co2+等離子中所含痕量Fe3+離子的SIAP型離子交換樹脂；四、可用于廢水治理或海水淡化中去除B(OH)4陰離子的SIB-4型離子交換樹脂；五、利用已有樹脂固載金屬離子后用于去除水體中HAsO42-、H2AsO4-、SeO42-、HSeO3-、CrO42、CN等高毒性陰離子的技術。作為一個系列化產(chǎn)品，無機型離子交換樹脂與傳統(tǒng)的苯乙烯系和丙烯酸系有機型離子交換樹脂相比，具有獨特的優(yōu)點：（1）相對于疏水的苯乙烯系和丙烯酸系有機聚合物骨架而言，硅膠/聚合物復合材料具有強親水性、功能基團接枝密度大，由此制得的系列無機型離子交換樹脂在水溶液中對金屬離子的交換速度更快，處理更徹底，特別是對水溶液中痕量重金屬離子的去除能力更強。（2）使用過程中不像有機聚合物骨架離子交換樹脂會發(fā)生周期性的膨脹收縮，因而使用壽命大大提高，循環(huán)使用次數(shù)比有機聚合物骨架離子交換樹脂高10倍。（3）硅膠骨架的化學鍵主要為硅-氧鍵（Si-O），鍵能為422.5KJ/mol，比有機骨架離子交換樹脂中的碳-碳鍵（C-C鍵能347KJ/mol）高很多，即使高溫、紫外線或輻射照射、強氧化劑作用也不易引起硅-氧鍵斷裂或分解，有著有機聚合物材料所不可比擬的熱穩(wěn)定性、耐輻射、耐氧化和機械物理性能。（5）