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文檔簡介
1、 自從1935年B.A.亞當(dāng)斯(Adams)和E.L.霍姆斯(Holmes)研究合成了具有離子交換功能的高分子材料,即第一批離子交換樹脂------聚酚醛系強酸性陽離子交換樹脂和聚苯胺醛系弱堿性陰離子交換樹脂問世以來,離子交換樹脂因其具有耗能少、無污染、易循環(huán)使用等特點,作為一種經(jīng)濟(jì)有效的分離富集方法在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
本文以富鉀液為溶液基礎(chǔ),選取離子交換樹脂作為除鎂劑,對樹脂吸附過程作了較為詳細(xì)的研究,以期為下
2、一步工作提供數(shù)據(jù)參考信息及工藝技術(shù)參數(shù)。首先通過靜態(tài)吸附篩選實驗,從三種離子交換樹脂D152、D401、C800中篩選出性能優(yōu)良的樹脂;考察樹脂用量、吸附時間、吸附溫度、pH值等因素對吸附效果的影響;動態(tài)吸附實驗考察了流速、高徑比、溶液中其他共存陽離子對樹脂吸附鎂離子的影響;并對吸附過程進(jìn)行了熱力學(xué)與動力學(xué)研究;對吸附后樹脂進(jìn)行洗脫再生研究,最后考察了樹脂的循環(huán)再生吸附性能。主要實驗結(jié)果如下:
在靜態(tài)一次吸附篩選實驗中,胺基
3、羧酸樹脂 C800 對鎂離子的吸附量最大,選擇樹脂C800為后續(xù)實驗的除鎂劑??疾煲蛩亟Y(jié)果表明:樹脂用量增加,單位吸附量降低,脫除率上升;吸附反應(yīng)過程在 150 min 時達(dá)到吸附平衡;高溫有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行;隨著 pH值的增大,吸附量增大。
在動態(tài)實驗中分別繪制了流速1ml/min、2 ml/min、3 ml/min時樹脂除鎂的穿透曲線,穿透點隨著流速的增加提前出現(xiàn),而飽和點隨之延后,當(dāng)流速為2 ml/min時吸附量最大
4、為10.2 mg/g;高徑比對吸附效果沒有影響;樹脂對氯化鎂溶液中鎂離子的吸附量為19.21 mg/g,在同樣條件下,對富鉀液中鎂離子的吸附量為8 mg/g。
熱力學(xué)研究表明:298K溫度下樹脂對鎂離子的靜態(tài)平衡交換容量是1134 mg/100 g;在不同溫度下, Langmuir 方程能更好的擬合實驗數(shù)據(jù),并計算出熱力學(xué)參數(shù) ΔG<0、ΔH=8.74kJ·mol-1、ΔS=65.27 J·mol-1·K-1;動力學(xué)研究表明
5、:該過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型,反應(yīng)活化能Ea=0.2 kJ/mol,吸附反應(yīng)的控速步驟是顆粒內(nèi)擴散。
洗脫再生研究結(jié)果顯示,四種不同的洗脫劑1 mol/L HCl、2 mol/L HCl、1.5 mol/L HNO3和75%乙醇中,2 mol/L HCl洗脫的效果較好,洗脫比率達(dá)到99.4%;靜態(tài)洗脫再生實驗中洗脫劑和再生劑的適宜投加量分別是462 g/L、386 g/L;動態(tài)洗脫再生實驗的適宜條件是當(dāng)流速為2 ml/min
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