По научной классификации ионообменных смол Б. Н. Никольского иониты разделяют на четыре класса, каждый из которых включает как катиониты, так и аниониты.

Рис. 42. Классификация ионообменных смол:

I,II, III, IV – классы ионитов по Б.П. Никольскому [зависимость обменной емкости ионита ОЕ от рН раствора (рОН раствора)].

1-й класс— иониты, проявляющие свойства сильных кислот или сильных оснований. Обменная емкость их по отношению к различным ионам максимальна и постоянна в широком интервале значений рН среды (рис. 42, кривая I). Основные представители этих мощных, надежных смол — сульфостирольный катионит КУ-2 и аналогичные ему американские смолы Дауэкс-50 и Амберлит IRА-120. Сильноосновные аниониты представляют собой сополимеры стирола и дивинилбензола с четвертичными аминогруппами (АВ-17, АМ, Амберлит  IRА-400 и Дауэкс-1).

2-й класс — иониты, проявляющие свойства слабых кислот и слабых оснований. Обменная емкость их максимальна только при определенном значении рН раствора, высоком для катионитов и низком для анионитов (см. рис. 42, кривая II). К этому классу относятся смолы СГ-1, АН-2-ф, ЭДЭ-10П и др.

Два других класса — иониты смешанного типа. Иониты 3-го класса проявляют свойства смеси сильной и слабой кислот или основания. Они имеют два предельных значения обменной емкости (см. рис. 42, кривая III). Иониты 4-го класса ведут себя подобно смесям многих кислот или оснований различной силы. Обменная емкость их постепенно изменяется в широком интервале значений рН (см. рис. 42, кривая IV).

В состав катионитов входят функциональные группы —ОН, —СООН, —SO₃H, в состав анионитов —NH₂, =NН или ºN. Четвертичные аммониевые основания содержат группы R₄N⁺. При обработке такого анионита кислотами анион кислоты присоединяется с образованием соединения типа соли аммония, например RН₄Х, где Х — анион, который участвует в обмене.

В сернокислых растворах, которые получают в результате выщелачивания урановых руд серной кислотой, уран находится в виде катионов UO₂²⁺ и анионов [UO₂(SO₄)₂]^2-, [UO₂(SO₄)₂]^4-, соотношение между которыми зависит от концентрации SO₄^2- и UO₂²⁺ и от рН среды. Таким образом, уран из сернокислых растворов в принципе может сорбироваться как катионитами, так и анионитами, что подтверждает практика.

Анализ работ, выполненных в СССР и опубликованных в мировой литературе по механизму, статике, кинетике и динамике сорбции урана ионитам, показывает отчетливую зависимость между основностью ионита и его сродством к различным комплексам урана.

В табл. 19 приведены характеристики анионигов, наиболее часто используемых для извлечения урана. Обращает на себя внимание значительно меньшая зависимость от присутствия кислоты и солей обменной емкости среднеосновных аннонитов ЭДЭ-10П и вофатита a-150 по сравнению с сильноосновными, что существенно для технологической практики. В Советском Союзе в качестве поглотителей урана в урановой промышленности широко используют как катиониты, так и аниониты.

Таблица 19

Сорбционная способность некоторых анонитов, применяемых в технологии урана

В зависимости от солевого состава раствора, избыточной кислотности или карбонатностн, а также наличия ценных сопутствующих компонентов, разработаны и используются сильноосновные аниониты гелевой структуры (АМ, АМП, ВП-1А, ВП-ЗА) и на той же основе макропористые аниониты (АМ-п, АМП-п и ВГ-1Хх), би- и полифункциональные аниониты (АМ-2Б, ЭДЭ-10П, АН-2Ф), среднеосновные аниониты (АМ-3, ВП-1п), весьма перспективные карбоксильные амфолиты (АМК, АМК-2, ВПК), различные фосфорсодержащие и азотфосфорсодержащие иониты (амфолиты типа АФИ, ВПФ).