乳化液膜法分离富集硫酸盐溶液中钴镍的实验与理论研究

发布时间：2017-06-24 04:00

  本文关键词：乳化液膜法分离富集硫酸盐溶液中钴镍的实验与理论研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工业废水中通常含有大量的重金属离子,因其本身的污染特性给环境所带来的巨大危害而受到社会与国家的高度重视与关注。但是,传统的废水处理技术花费高,过程繁杂且废水较难地得到有效的治理,因此,开发出一种经济节约型以及环境友好型的废水处理技术势在必行。液膜分离技术是一种新型的分离富集技术,由于其分离效果好、传质速率快、选择性强以及试剂用量少等优点从而被广泛的运用在工业废水重金属离子的处理研究。本文采用乳化液膜法对硫酸盐溶液中的钴离子和镍离子进行分离研究。乳状液膜主要由溶剂(正庚烷)、表面活性剂(Span80)、载体(Cyanex272,P272)、膜添加剂(液体石蜡)和内水相(硫酸)组成。由于钴、镍在理化性质上的相似性,将其进行分离的工艺是湿法冶金中较困难的工艺操作之一。目前,钴镍分离主要采用的分离方法包括有化学沉淀法和溶剂萃取法。化学沉淀法主要适用于钴镍化合物存在溶度积差异的情况,但化学沉淀法的主要问题是:钴产品(钴渣)中的镍含量较高,产品纯度低,常需进一步的深度处理和提纯。相比较来说,溶剂萃取比化学沉淀法具有一定的优越性,更加能够满足工业需求。本文采用乳化液膜法对钴镍进行分离处理,同时研究了乳化液膜的成分体积比、搅拌速度、载体浓度以及内外相体积比对钴镍萃取分离的影响。通过建立数学模型,深入地解释了乳化液膜的传质机理,同时也能够通过数学模型轻松地了解硫酸盐溶液中离子浓度随时间的变化。通过本文的研究,可以得到钴镍分离的最佳分离条件:φ(P272)=5.0%(V/V),φ(Span80)=5.0%(V/V),转速为400转/分,外水相与内水相体积比为20(V/V),搅拌时间1200s。在此工艺条件下,钴离子的迁移率达到98.0%,而镍离子的迁移率只有9.0%,钴、镍的分离度达到11倍左右,从而实现了钴离子和镍离子的有效分离。在对镍采用乳化液膜法单独萃取时,其最佳的分离条件:φ(PC88A)=6%(V/V),φ(Span80)=5.0%(V/V),转速为400转/分,外水相与内水相体积比为16(V/V),搅拌时间为900s。在此工艺条件下,镍离子的迁移率达到99.98%,满足工业废水的排放要求。本实验研究过程中所取得的各个工艺参数望今后能够成为工业试验的依据和参考。
【关键词】：乳化液膜 钴镍分离 迁移率 数学模型
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TQ028.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 文献综述9-19
• 1.1 钴的概述9-12
• 1.1.1 钴的性质9
• 1.1.2 钴的用途9-10
• 1.1.3 钴的资源10-11
• 1.1.4 钴的生产与消费11-12
• 1.2 镍的概述12-15
• 1.2.1 镍的性质12
• 1.2.2 镍的用途12-13
• 1.2.3 镍的资源13-14
• 1.2.4 镍的生产与消费14-15
• 1.3 钴镍分离技术现状15-16
• 1.3.1 化学沉淀法15-16
• 1.3.2 溶剂萃取法16
• 1.4 液膜分离技术概述16-18
• 1.4.1 液膜分离技术的发展16-17
• 1.4.2 液膜的组成17
• 1.4.3 液膜的分类17-18
• 1.5 本文的研究目的与主要内容18-19
• 1.5.1 本文的研究目的18
• 1.5.2 本文的主要内容18-19
• 第2章 实验部分19-22
• 2.1 实验仪器及试剂19-20
• 2.1.1 实验仪器19
• 2.1.2 实验试剂19-20
• 2.2 实验操作步骤20
• 2.3 分析测试与计算（数据处理）方法20-22
• 2.3.1 钴镍成分分析方法20-21
• 2.3.2 萃取率的计算21-22
• 第3章 乳化液膜分离钴镍的研究22-33
• 3.1 乳化液膜分离钴镍的数学模型方法22-28
• 3.1.1 数学模型的表达式22-26
• 3.1.2 参数估计26-28
• 3.2 实验操作方法28
• 3.3 单因素实验结果与讨论28-31
• 3.3.1 搅拌速度对乳化液膜分离效果的影响28-29
• 3.3.2 外水相与内水相体积比对迁移率的影响29-30
• 3.3.3 载体体积分数对迁移率的影响30-31
• 3.3.4 Span80体积分数对迁移率的影响31
• 3.4 实验小结31-33
• 第4章 乳化液膜法分离富集镍33-37
• 4.1 实验操作方法33
• 4.2 单因素实验结果与讨论33-36
• 4.2.1 搅拌速度对乳化液膜分离镍的影响33-34
• 4.2.2 外水相与内水相体积比对迁移率的影响34
• 4.2.3 载体体积分数对迁移率的影响34-35
• 4.2.4 Span80体积分数对迁移率的影响35-36
• 4.3 实验小结36-37
• 第5章 结论与展望37-39
• 5.1 结论37
• 5.2 展望37-39
• 参考文献39-42
• 致谢42-43
• 附录A 数学模型公式中各参数含义43-45
• 科研成果45

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张莉,陆晓华;乳化液膜法处理有机萘磺酸类废水的应用及稳定性[J];湖北化工;2002年03期

2 王文才,黄万抚,蔡嗣经;影响乳化液膜破损因素的研究[J];包头钢铁学院学报;2004年04期

3 张海燕;张安贵;;乳化液膜技术研究进展[J];化工进展;2007年02期

4 吴玫;罗智文;勾红英;汪碧蓉;;含载体乳化液膜对废水中三价铬的分离[J];四川理工学院学报(自然科学版);2009年04期

5 王浩;梅敏雅;金一中;;乳化液膜法对模拟乙酸乙酯废气吸收的研究[J];浙江大学学报(理学版);2011年06期

6 严年喜,施亚钧;乳化液膜Ⅰ型促进传递的扩散-反应模型[J];高校化学工程学报;1989年01期

7 J.Drakler;刘益生;;乳化液膜法处理含锌废水[J];国外纺织技术(化纤、染整、环境保护分册);1991年03期

8 邵刚;乳化液膜高压电破乳技术介绍[J];膜科学与技术;1992年02期

9 曹义呜,后藤雅宏,中盐文行;用乳化液膜进行铜(Ⅱ)、锌(Ⅱ)萃取分离[J];膜科学与技术;1992年04期

10 李伟宣,施亚钧;中性冠醚载体在乳化液膜技术中的应用[J];化工学报;1992年01期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 刘红晶;贺高红;李祥村;陈国华;;乳化液膜法分离铜离子的研究[A];第二届全国传递过程学术研讨会论文集[C];2003年

2 赵国强;贺高红;刘红晶;李丽娜;丁路辉;;去除尿毒症患者体内尿素的乳化液膜稳定性的研究[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年

3 李文博;舒歌平;陈鹏;杜淑凤;;乳化液膜结晶提纯精制2,6-二甲基萘的研究[A];中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集[C];2000年

4 林中魁;詹志洁;许朝胜;张忠杰;骆荣富;;乳化液膜技术合成奈米CdS粉体之研究[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 蒋元力;乳化液膜体系在分离过程中的稳定性及传质研究[D];北京化工大学;1996年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈伟;乳化液膜法分离富集硫酸盐溶液中钴镍的实验与理论研究[D];湘潭大学;2016年

2 张利昌;液膜分离法对磷矿中伴生稀土的分离提取研究[D];贵州大学;2016年

3 白永庆;一种新型乳化液膜体系的制备及其对镓和铟的非分散提取工艺[D];广西大学;2008年

4 郑儒博;乳化液膜表面活性剂阻力模型改进与实验研究[D];大连理工大学;2009年

5 彭威;乳化液膜及加热破乳技术去除水中有机污染物的研究[D];天津大学;2012年

6 杨苏平;乳化液膜法分离富集废旧镍镉电池浸出液中镉的工艺研究[D];南昌大学;2010年

7 刘红晶;乳化液膜稳定性及其对铜离子分离的研究[D];大连理工大学;2002年

8 李鹏;乳化液膜技术回收废旧干电池中重金属的研究[D];西安理工大学;2009年

9 庞敏;乳化液膜法脱酚的研究[D];大庆石油学院;2010年

10 胡萌晓;乳化液膜在1-萘酚废水中的应用及研究[D];陕西师范大学;2015年

  本文关键词：乳化液膜法分离富集硫酸盐溶液中钴镍的实验与理论研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：477002