多相體系中稀土和銨離子的遷移及其應(yīng)用.pdf

1、稀土分離和廢水處理涉及的萃取、吸附和膜分離過程及其離子遷移效率的改善對(duì)于提高分離效率,降低原料消耗和廢物利用成本起著非常重要的作用。本論文圍繞多相體系中稀土和銨離子的遷移特征和分離應(yīng)用開展研究,包括:
　　以碳酸稀土為皂化劑來制備稀土皂化 P507-煤油有機(jī)相。系統(tǒng)研究了碳酸稀土用量、硫酸根、游離稀土離子濃度、相比和接觸時(shí)間對(duì)稀土萃取率、分相性能和稀土負(fù)載濃度的影響。結(jié)果表明:當(dāng) P507-煤油有機(jī)相、固體碳酸稀土與含游離稀土濃度

2、在1 mmol/L以上的水相混合時(shí),可以快速反應(yīng)形成稀土皂化有機(jī)相。證明了游離稀土離子的存在使受動(dòng)力學(xué)條件限制的直接皂化反應(yīng)變成稀土萃取和碳酸稀土溶解兩個(gè)分立的反應(yīng),促進(jìn)了稀土向有機(jī)相的傳質(zhì)過程。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 P507-煤油有機(jī)相的多級(jí)逆流稀土皂化過程,確定了連續(xù)產(chǎn)出負(fù)載稀土濃度在0.12 mol/L以上合格有機(jī)相并使水相保持循環(huán)的最佳的萃取相比為1:1。
　　研究了高分子膜隔離的Fe溶膠用于吸附氨氮和稀土的條件和特征,證明在pH

3、=1.0-5.5內(nèi)鐵溶膠對(duì)銨離子的吸附符合Langmuir吸附規(guī)律,吸附平衡時(shí)間為70 min,飽和吸附量可達(dá)約130 ug/ml。在經(jīng)過膠體五級(jí)逆流吸附后,不僅可使廢水中的銨離子濃度達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(15 ppm以下),在堿性條件下鐵溶膠被破壞從而使吸附的銨解吸,實(shí)現(xiàn)銨的回收。而共存的稀土離子主要通過擴(kuò)散作用在膜內(nèi)外遷移,并未與溶膠發(fā)生較高效率的吸附反應(yīng)。
　　用雙極膜電滲析來處理含銨稀土廢水,考察了電壓,酸堿初始濃度,時(shí)間和流

4、量與淡化室和酸堿室相關(guān)離子濃度的變化關(guān)系。證明稀土離子可以透過陽(yáng)離子膜并與雙極膜水解離產(chǎn)生的羥基形成沉淀而堵塞膜孔。在25V的操作電壓,酸室HCl初始濃度為0.025 mol/L,低濃度氨氮(500 ppm以下)廢水流量在80 L/h的條件下可使淡水室出水達(dá)到排放要求,并使酸室和堿室的濃度提高。對(duì)于高濃度氨氮廢水(如1-4 mol/L)可直接進(jìn)雙極膜水解離器使氨氮濃度降低到100 ppm以下并產(chǎn)生1-2 mol/L的酸堿,據(jù)此,設(shè)計(jì)了處