中空纖維膜器中乳化液膜提取分離鈧和銦及其工藝優(yōu)化.pdf

1、液膜萃取技術(shù)主要包括兩種：乳化液膜體系和支撐液膜體系,它們各有其自身的缺陷。乳化液膜萃取方式是分散式,再乳化和液膜溶脹問題一直難以得到解決；支撐液膜以非分散方式進行萃取,但液膜相易從支撐體的微孔中流失,導致提取效率降低。本文綜合兩者的優(yōu)點,將乳化液膜體系在中空纖維膜器中以非分散方式進行提取,這樣可最大限度克服再乳化和液膜溶脹的問題,也沒有液膜流失的問題,還可實現(xiàn)萃取、反萃一步完成的簡練步驟。鈧和銦同是無獨立礦床且具有十分重要應用價值的稀

2、有金屬,主要采用溶劑萃取法提取。
　　 本文在課題組已有研究基礎上,用該工藝分別對含雜質(zhì)料液中提取鈧和銦的工藝進行優(yōu)化,并研究了其傳質(zhì)性能。主要工作及結(jié)論如下：
　　 (1)制備的乳化液膜體系為OP-4/P204[二(2—乙基己基)磷酸]/液體石蠟/煤油/鹽酸。其中OP-4是一種非離子型乳化劑,P204為一種酸性含磷萃取劑,液體石蠟為膜增強劑,煤油為稀釋劑,鹽酸為內(nèi)相反萃劑。將制成的乳化液膜通入中空纖維管進行提取,保持乳

3、液流速及乳液料液流速不變,實驗結(jié)果表明：OP-4質(zhì)量分數(shù)為4%時對鈧的提取率相對較高,同時對鐵的提取率相對較低；適宜的內(nèi)相鹽酸濃度為3mo1·L-’；料液的pH值為1.7～2.0時鈧的提取率較高,高于2.0時鈧的提取率下降,鐵的提取率升高。乳液在中空纖維支撐管內(nèi)對含有鐵雜質(zhì)離子存在下一次提取率達到85%以上,對鐵的分離系數(shù)βSc/Fe=8.02。并計算P204皂化度、內(nèi)相HCl濃度、料液pH值與傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系。
　　 (2)使用

4、相同的萃取體系,以P204皂化度25%～90%、P204濃度3%～7%、內(nèi)相HCl濃度2～5mol·L-1、料液pH值2～6、OP-4濃度4%～9%、石蠟濃度為3%～7%、使用乳液或是料液潤濕中空纖維管、乳液循環(huán)次數(shù)、料液循環(huán)次數(shù)、做為參考因素進行正交實驗,對含有Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)兩種雜質(zhì)離子的料液進行In(Ⅲ)離子的提取。實驗結(jié)果表明P204皂化度為80%,濃度為4%；內(nèi)相HCl濃度為4mol·L-1;料液pH值為4；OP-4濃度

5、為8%；石蠟濃度為5%時最利于銦的提取和純化。在該條件下,銦的回收率達到68.3%,與鐵的分離系數(shù)βIn/Fe=4.42,與銅的分離系數(shù)βIn/Cu=356.9。并分析得出,乳液成分對銦提取的影響度從大到小排列為,P204的皂化度、石蠟濃度、內(nèi)相HCl濃度、OP-4濃度、P204濃度,料液Ph值對提取結(jié)果影響不大。乳液潤濕提取效果明顯優(yōu)于用料液潤濕,料液循環(huán)3次相較于2次并沒有明顯差別。根據(jù)實驗結(jié)果推斷出最優(yōu)乳液組成(P204皂化度為8