【摘要】：隨著人類(lèi)對(duì)稀土資源的過(guò)度開(kāi)采和浪費(fèi),在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了稀土緊缺的局勢(shì)。目前稀土浸出液呈現(xiàn)水量大、稀土濃度低的特點(diǎn),常規(guī)提取方法,因工藝流程復(fù)雜、沉淀效果差、稀土損失量大、投入成本高等不足正逐漸被新技術(shù)如膜分離技術(shù)等取代。納濾技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,但國(guó)內(nèi)外對(duì)其在稀土礦山應(yīng)用的研究鮮有,在此基礎(chǔ)上,本文通過(guò)研究納濾膜在離子吸附型稀土礦浸出液回收稀土中的應(yīng)用,以探索稀土回收新方法,拓寬納濾應(yīng)用領(lǐng)域。研究所用稀土浸出液取自江西某離子型稀土礦山,所用三種納濾膜分別為商業(yè)納濾膜(NF1)、自制納濾膜(NF2)及自制碳納米管改性納濾膜(NF3),材質(zhì)均為聚酰胺。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果具體介紹如下:(1)研究了納濾對(duì)稀土浸出液濃縮過(guò)程中操作壓力、進(jìn)料流量、pH、溫度、體積濃縮因子對(duì)納濾性能及運(yùn)行穩(wěn)定性的影響,確定各操作因素適宜范圍及最佳值,并結(jié)合溶解-擴(kuò)散模型、吸附-毛細(xì)孔流模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋。結(jié)果表明:壓力對(duì)膜性能影響較大,預(yù)壓后膜通量與截留率均有降低,故無(wú)需進(jìn)行預(yù)壓操作,研究壓力范圍內(nèi),通過(guò)對(duì)比確定20 min時(shí)通量為該壓力下納濾膜處理稀土浸出液的通量值,在240 min運(yùn)行時(shí)間內(nèi),三種納濾膜稀土截留率均保持在85%以上,得出適宜壓力范圍為0.4 MPa~0.8 MPa;研究進(jìn)料流量范圍內(nèi),由納濾膜通量及稀土截留變化曲線對(duì)比得出,進(jìn)料流量為4 L/min~5.5 L/min時(shí)可保持較好膜性能;pH對(duì)膜性能影響較小;最佳溫度范圍25℃~30℃;體積濃縮因子對(duì)膜性能的影響主要表現(xiàn)為膜通量,實(shí)驗(yàn)得出體積濃縮最佳約3倍。(2)在已選操作因素的基礎(chǔ)上,研究了納濾對(duì)浸出液中稀土的濃縮效果。結(jié)果表明:經(jīng)240 min納濾濃縮后,稀土回收率可高達(dá)53.93%;通過(guò)對(duì)比稀土濃縮效果,確定商業(yè)納濾膜(NF1)更適合用于稀土濃縮;此外,納濾對(duì)浸出液中氨氮起到一定濃縮作用,可考慮將納濾用于氨氮回收,實(shí)現(xiàn)資源有效利用。(3)針對(duì)稀土濃縮產(chǎn)生的膜污染現(xiàn)象,采用正交試驗(yàn)得出確定物理清洗中清洗壓力對(duì)清洗效果影響最大,最佳操作條件下的膜通量恢復(fù)率為83.5%;化學(xué)清洗確定清洗劑為0.1%鹽酸,清洗時(shí)間60min即可使膜通量恢復(fù)到96%。綜上可知,納濾膜可用于低濃度稀土浸出液的濃縮且效果很好,可推廣應(yīng)用;研究所用三種納濾膜中商業(yè)膜(NF1)更適用于濃縮此類(lèi)稀土浸出液;此外,研究得出納濾膜對(duì)浸出液中的氨氮也具有濃縮作用,為氨氮回收利用提供了新思路。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TF845
【圖文】：

從而達(dá)到較好的處理效果。本章研究了操作壓力、溫度、進(jìn)料流量、體積濃縮因子這些操作因素對(duì)膜處理稀土浸出液時(shí)通量及膜截留率的影響在研究不同操作因素對(duì)膜性能影響程度的大小，得出每種操作條件適用的最圍或最佳值，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行與結(jié)果分析提供一定理論參考。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及流程.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)所用裝置見(jiàn)圖 2.1，圖 a、b 所示裝置均為膜性能高壓評(píng)價(jià)儀，其中 a示裝置是本研究進(jìn)行所用的主要裝置，在第本章及第四章中用到；b 圖所示為小型平板膜性能評(píng)價(jià)儀，原理與 a 圖所示裝置相同，且兩裝置對(duì)同一種膜能測(cè)試結(jié)果顯示差別較小，故在本章體積濃縮因子操作因素影響測(cè)定實(shí)驗(yàn)及章中使用此裝置，以提高研究結(jié)果準(zhǔn)確性。

圖 2.2 納濾實(shí)驗(yàn)裝置流程圖由于原料液水質(zhì)較為清澈，無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物、無(wú)絮體等，故可直接用于。大致流程如下：首先向膜組件裝膜片，a 裝置出水在膜組件頂部，故放置時(shí)應(yīng)先將橡膠墊圈放進(jìn)凹槽，再將膜片正面朝下放在墊圈上，保證膜片完全、無(wú)褶皺后方可擰緊螺絲，完成膜片安裝；b 裝置出水在膜組件底部，故膜裝時(shí)應(yīng)正面朝上放置。原料液從進(jìn)料槽經(jīng)閥門(mén) 5 由高壓泵輸送進(jìn)入膜組件中納濾截留后，回水經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)重新回到進(jìn)料槽循環(huán)使用，滲透液流經(jīng)燒集后倒入進(jìn)料槽，以保證系統(tǒng)進(jìn)料液濃度。調(diào)節(jié)進(jìn)料液的溫控裝置在進(jìn)料槽，為實(shí)驗(yàn)室自組裝，儲(chǔ)水槽內(nèi)為自來(lái)水，經(jīng)由低壓泵提升進(jìn)入料液槽中空桶，通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)水槽內(nèi)水溫，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)進(jìn)料液溫度調(diào)節(jié)，由于實(shí)驗(yàn)操作溫度 20℃~50℃較易達(dá)到，使用此簡(jiǎn)單溫控組合即可實(shí)現(xiàn)。其中系統(tǒng)壓力由閥門(mén)節(jié)，閥門(mén) 4 為系統(tǒng)出水口，進(jìn)料流量由閥門(mén) 5 控制，壓力傳感器以讀出系統(tǒng)，閥門(mén) 1、閥門(mén) 2、閥門(mén) 3 用于調(diào)節(jié)進(jìn)料槽桶壁內(nèi)的水量。.2.2 實(shí)驗(yàn)材料

第三章 納濾對(duì)稀土浸出液濃縮效果研究3.3.2 納濾對(duì)稀土浸出液中氨氮的濃縮效果研究用紫外分光光度計(jì)對(duì)對(duì)納濾系統(tǒng)濃縮液及滲透液側(cè)所取試樣進(jìn)行氨氮含分析測(cè)定，膜前、后氨氮含量對(duì)比圖見(jiàn)圖 3.4。根據(jù)所得數(shù)據(jù)以曲線圖的形式制了氨氮截留曲線、氨氮濃縮倍數(shù)曲線及滲透液中氨氮含量變化曲線，如圖 3.3.6、3.7。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2760430