Production et applications   

L’échange d’ions est un procédé par lequel une résine attire, dans certaines conditions, un ion positif ou négatif d’une solution pour rejeter un autre ion de même signe. La plupart des résines sont fabriquées à partir d’un polymère. Elles ont l’aspect de granules ou de billes. On peut les classer comme suit :

·  résines cationiques échangeuses de cations (ions positifs : par exemple calcium, magnésium, sodium) ;

·  résines anioniques échangeuses d’anions (ions négatifs : par exemple bicarbonate, chlorure).

L’échange d’ions constitue la base de procédés utilisés pour des applications spécifiques comme l’adoucissement de l’eau  qui utilise des résines cationiques. L’action des résines pouvant être perturbée par toutes sortes d’impuretés, il faut :

·     d’une part, que l’eau à traiter ne contienne pas de solides en suspension et que sa turbidité soit faible. La turbidité de l’eau est provoquée par des particules de matières inorganiques (alors que sa couleur tient à la présence de particules de matières organiques) ;

·     d’autre part que la régénération des résines soit assurée avec un sel (chlorure de sodium) d’une grande pureté.

L’adoucissement de l’eau consiste à échanger les ions calcium et magnésium contre les ions sodium fixés sur la résine. Lorsque la résine est saturée en calcium et en magnésium et qu’il n’y a plus de sodium, il faut recharger la résine en sodium avec une saumure produite par du sel régénérant. Cette phase de régénération est essentielle pour assurer l’adoucissement de l’eau.

Un adoucisseur comportant des résines échangeuses d’ions permet de réduire la dureté de l’eau qui résulte de la présence d’ions calcium et magnésium (responsables de la formation de tartre et de l'entartrage des circuits). Elle se mesure par son titre hydrotimétrique (TH) exprimé en degré français (°f). 1 °f correspond à 10 mg de calcaire par litre d’eau, c’est-à-dire 4 mg de calcium et 2,4 mg de magnésium par litre d’eau.

Principe de l’adoucissement de l’eau par échange d’ions

Lors du fonctionnement en phase d'adoucissement, les ions calcium et magnésium responsables de la dureté de l'eau se fixent sur la résine en prenant la place des ions sodium qui se retrouvent dans l'eau adoucie.

Lors de la phase de régénération, les ions sodium reprennent la place des ions calcium et magnésium qui sont éliminés à l'égout avec les ions chlorure.