液膜分離磷酸溶液中金屬鎂離子的研究.pdf

1、液膜分離技術首創(chuàng)于19世紀60年代，其主要特征是將萃取過程及反萃取過程在同一反應系統(tǒng)內同時進行。該技術簡化了工藝過程，強化傳質效果，在廢水處理、濕法冶金、石油化工、生物醫(yī)藥等領域都有廣闊的應用前景。 世界礦產資源正面臨貧化的威脅，綜合利用在礦產開發(fā)過程中日趨重要，提高礦產資源綜合開發(fā)和回收利用率技術也是迫在眉睫。在濕法化學工藝中，用強酸或強堿溶液使礦石中的有用成分溶解后，需要用適當?shù)妮腿ζ渲械南∩傥镔|進行分離，萃取劑大都

2、是復雜有機化合物。本課題嘗試將液膜分離這一新技術應用于濕法化學工藝中金屬離子的分離和富集。希望通過采用新方法，實現(xiàn)濕法磷酸中的金屬離子的富集與二次回收利用，又能使磷酸獲得凈化，達到相關工業(yè)要求。 本課題針對磷礦濕法浸取中的分離對象金屬離子的分離和富集，選取含有磺酸基團的陰離子表面活性劑AOT-S作為萃取劑或液膜流動載體。使用AOT-S作流動載體的相關研究在文獻上尚未見報道。 本文使用AOT-S作萃取劑，研究其在不同金屬鎂

3、離子雜質含量下磷酸溶液中的萃取能力。試驗結果表明，由于磺酸基團在酸性條件下的離子交換性，AOT-S可以有效的分離磷酸溶液中的金屬鎂離子；分離效果隨著AOT-S用量的增加而增大。由于AOT-S具有表面活性，在鎂離子的濃度低于0.4mol／L時，在萃取實驗中出現(xiàn)了微乳化現(xiàn)象。 確定AOT-S的萃取性能后，將其作為流動載體制備乳化液膜，對磷酸中鎂雜質的分離作了進一步研究。液膜專用表面活性劑采用N205，內水反萃相為HCl溶液，膜穩(wěn)定劑

4、為液體石蠟。試驗中對液膜的工藝條件進行系統(tǒng)的篩選，實驗數(shù)據(jù)的處理和分析表明，本實驗研究范圍內得出液膜制取的最佳配比為，AOT-S：N205:液體石蠟=1:0.6:1，油內比Roi=1:1，乳水比REW=1:2。 針對AOT-S在萃取實驗中出現(xiàn)的微乳化現(xiàn)象，本文對本系統(tǒng)中微乳現(xiàn)象的變化進行了較深入地研究。通過對微乳液結構理論R比的討論，定性地分析了鎂離子對陰離子表面活性劑AOT-S一煤油一含鎂磷酸體系形成微乳液的Winsor I型

5、、WinsorII型、WinsorlII型微乳體系影響和相互轉化的條件，并繪制了鎂離子濃度[Mg2+1]從0.5mol／l_，到0.9mol／l_，的AOT-S／煤油一煤油-含鎂磷酸在f25.0±0.1)℃時的擬三元相圖。通過相圖分析，揭示了AOT-S、煤油、含鎂磷酸各自不同含量時對微乳液體系中各種Winsor型相區(qū)的形成和相互轉換的影響。采用熱力學分析的方法，計算出形成Winsor I型微乳體系的鎂離子從磷酸相進入微乳液界面相的標準吉