多相體系中稀土和銨離子的遷移及其應用.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、相比和接觸時間對稀土萃取率、分相性能和稀土負載濃度的影響。結(jié)果表明:當 P507-煤油有機相、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,可以快速反應形成稀土皂化有機相。證明了游離稀土離子的存在使受動力學條件限制的直接皂化反應變成稀土萃取和碳酸稀土溶解兩個分立的反應,促進了稀土向有機相的傳質(zhì)過程。設計并實現(xiàn)了 P507-煤油有機相的多級逆流稀土皂化過程,確定了連續(xù)產(chǎn)出負載稀土濃度在0.12 mol/L以上合格有機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)鐵溶膠對銨離子的吸附符合Langmuir吸附規(guī)律,吸附平衡時間為70 min,飽和吸附量可達約130 ug/ml。在經(jīng)過膠體五級逆流吸附后,不僅可使廢水中的銨離子濃度達到國家排放標準(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,實現(xiàn)銨的回收。而共存的稀土離子主要通過擴散作用在膜內(nèi)外遷移,并未與溶膠發(fā)生較高效率的吸附反應。
　　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,時間和流

4、量與淡化室和酸堿室相關離子濃度的變化關系。證明稀土離子可以透過陽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到排放要求,并使酸室和堿室的濃度提高。對于高濃度氨氮廢水(如1-4 mol/L)可直接進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,設計了處