本文以南方風(fēng)化殼淋積型稀土礦浸取液沉淀上清液(稀土母液沉淀上清液)為研究對(duì)象,主要考查了壓力、溫度、pH值、運(yùn)行時(shí)間等影響因素對(duì)納濾膜分離富集稀土離子和回收銨根離子的影響;同時(shí),實(shí)驗(yàn)以薄膜理論模型為基礎(chǔ),結(jié)合Spiegler-Kedem模型,對(duì)納濾膜的膜運(yùn)輸參數(shù)、富集因子和濃差極化系數(shù)進(jìn)行了估算,詳細(xì)研究了聚酰胺復(fù)合膜NF-1812對(duì)稀土母液沉淀上清液溶液的分離特性。(1)隨著壓力的升高,納濾膜的膜通量從7.05 L/(m~2?h)增加到42.86 L/(m~2?h),膜通量呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢(shì),但增大趨勢(shì)越來(lái)越緩慢。稀土離子RE~(3+)和雜質(zhì)離子Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)的截留率則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。稀土離子的截留率的變化隨著壓力的改變不是特別的明顯,基本截留率都維持在96%以上。在壓力一定的情況下,在實(shí)驗(yàn)操作的pH值范圍內(nèi),膜通量隨pH值的升高沒(méi)有太大的變化。稀土離子RE~(3+)和雜質(zhì)離子Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)的截留率在pH值小于5.5的時(shí)候,一直都處于比較平穩(wěn)的狀態(tài),波動(dòng)不大;在pH值超過(guò)5.5后,各個(gè)金屬離子的截留率都明顯升高,這主要是因?yàn)樵诖藀H值大于5.5的條件下,金屬離子與氫氧根離子形成絡(luò)合物的原因。隨著溫度的升高,膜通量線性增加,而稀土離子RE~(3+)和雜質(zhì)離子Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)的截留率在25℃前下降平緩,當(dāng)溫度超過(guò)25℃時(shí),下降明顯。因?yàn)榇嬖跐獠顦O化,膜通量隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小,稀土離子和雜質(zhì)離子的截留率則隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)先降低后而有所增大。(2)隨著壓力的升高,滲透液中銨根離子的濃度是逐漸升高的,并且升高的趨勢(shì)是越來(lái)越大,銨根離子的透過(guò)率由53.37%增大到86.59%;在系統(tǒng)操作的pH值范圍內(nèi),氨氮濃度則隨pH的升高呈現(xiàn)出先升高再降低的趨勢(shì);在10~30℃之間時(shí),溫度對(duì)納濾膜截留氨氮的效果影響不大,基本維持在38%左右,但隨著溫度的進(jìn)一步升高,氨氮在滲透液側(cè)的濃度呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。綜合考慮膜通量、膜壽命、截留率以及經(jīng)濟(jì)效益等的因素,本實(shí)驗(yàn)選擇最適宜的操作溫度為25℃;當(dāng)壓力、溫度和pH值都一定時(shí),氨氮濃度會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而有所升高,但在實(shí)驗(yàn)操作的120 min內(nèi)的變化并不是很大。(3)在原始料液濃縮的240 min以內(nèi),濃縮液側(cè)的稀土離子的濃度由初始的0.1429g/L增加到0.777 g/L,濃縮了5.437倍;滲透液側(cè)的銨根離子濃度則由初始的346.1 mg/L濃縮至957.59 mg/L,濃縮了3.63倍,說(shuō)明納濾膜對(duì)稀土離子和銨根離子都起到了一定的濃縮作用。(4)用聯(lián)合的薄膜理論結(jié)合Spiegler-Kedem模型用來(lái)描述稀土母液沉淀上清液的納濾分離過(guò)程,稀土離子實(shí)驗(yàn)所得截留率與模型計(jì)算出的截留率是最相符的,Ca~(2+),Mg~(2+),Mn~(2+)和Zn~(2+)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比來(lái)說(shuō)也基本相符,但仍有一定的差距,銨根離子的計(jì)算結(jié)果是最不相符的,模型數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的偏差。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TF845
【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置圖

的會(huì)使得銨根離子在滲透液中的濃度升高。隨著操作壓力ΔP上升的趨勢(shì)，滲透液側(cè)氨氮濃度也整體呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)， 時(shí)，滲透液側(cè)氨氮濃度出現(xiàn)了一個(gè)濃度的最低點(diǎn)，這主要可膜表面開(kāi)始形成凝膠層，阻礙了銨根離子向滲透液側(cè)的移動(dòng)膜兩側(cè)壓力差產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠層阻力的作用，銨根離子的濃度隨著膜通量的變大也持續(xù)增大。為保證實(shí)驗(yàn)又確保有較高的通量，因此在氨氮濃縮實(shí)驗(yàn)中將選擇 0.8 M的影響 納濾膜連續(xù)運(yùn)行的 pH 范圍為 2-11，實(shí)驗(yàn)控制進(jìn)水的氨氮濃度操作壓力=0.8MPa，采用鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)進(jìn)水的 pH氮濃度隨 pH 值的變化關(guān)系，考慮到銨鹽的理化性質(zhì)，在限定銨鹽對(duì)應(yīng)的分子氨在水中完全解離，因此確定本實(shí)驗(yàn)的研究圖 3.11 所示。

第三章 納濾膜濃縮富集稀土母液沉淀上清液的研究下與 OH-離子形成絡(luò)合沉淀物所致。根據(jù)納濾膜濃縮富集稀土果，實(shí)驗(yàn)可以得出膜運(yùn)行的最佳進(jìn)水的 pH 范圍在 6～7。的影響件變化往往會(huì)改變復(fù)合納濾膜的膜孔結(jié)構(gòu)的收縮情況及溶液的離性能。控制進(jìn)水氨氮濃度為 346.1 mg/L，操作壓力為 0.8 M漸改變進(jìn)水溫度，考察膜通量和滲透液側(cè)氨氮濃度隨溫度變化示。
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本文編號(hào)：2844019