聚季铵盐强化超滤分离钼(VI)和钨(VI)的研究

摘要

本文研究聚电解质强化超滤技术，以聚季铵盐-6(PQ6)络合金属钼(VI)和钨(VI)，通过聚砜中空纤维超滤膜实现分离。在研究PQ6络合钼(VI)和钨(VI)的理论基础上，系统探讨 PQ6强化超滤恒容过程，进一步考察浓缩、解离、洗涤行为以及聚合物的再生，以此为基础，研究钼(VI)和钨(VI)的选择性分离特性。
　　1.对钼(VI)和钨(VI)的络合模型进行理论研究，发现Freundlich模型符合该络合体系。对PQ6在不同操作条件下的络合容量进行测定，研究了操作压力、负载比(PMMR)、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)截留系数(RMo)和钨(VI)的截留系数(RW)的影响。结果表明：当pH在3-9的范围内，操作压力从15 kPa增大到75 kPa， RMo和RW基本不变；钼(VI)和钨(VI)的最佳PMMR分别为7和3，PQ6对钼(VI)和钨(VI)的络合容量分别为7 mg PQ6/mg Mo(VI)、3 mg PQ6/mg W(VI)；随着运行时间的延长， RMo和RW逐渐增大至不变，络合-超滤过程达到平衡的时间为20 min；不同pH下， RMo和RW随Cl-和SO42-浓度的增加急剧下降。
　　2.研究操作压力、PMMR、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)络合体系膜通量(JMo)和钨(VI)络合体系膜通量(JW)的影响，发现：随操作压力从15 kPa增大到75 kPa，JMo和JW呈线性递增；随着PMMR的增大，J Mo和JW均有轻微下降；pH在3-9的范围内，pH值的改变不影响J Mo和JW；随着运行时间的延长，J Mo和JW略微下降；不同pH下，J Mo和JW都不受Cl-和SO42-浓度的影响。
　　3.在pH=7条件下，研究钼(VI)和钨(VI)的浓缩、解离、洗涤行为和聚合物的再生过程，结果表明：RMo、RW、渗透液钼(VI)浓度(Cp，Mo)和渗透液钨(VI)浓度(Cp，W)都不随浓缩因子(VCF)的变化而改变，RMo和RW约为1，Cp，Mo和Cp，W均为0.04 mg/L，截留液钼(VI)浓度(Cr，Mo)和截留液钨(VI)浓度(Cr，W)均随VCF的增加呈线性递增，当VCF=16时，Cr，Mo、Cr，W分别从初始的20 mg/L、20 mg/L增大到317.5 mg/L和316.5 mg/L，J Mo和 JW的衰减缓慢，下降幅度大约为15％；解离过程需要在 NaCl溶液环境中进行，当NaCl浓度为50 mg/L，络合物达到解离平衡的时间约为6min，JMo和JW基本不变，钼(VI)和钨(VI)络合物的解离效率分别为55.7%和56.1%；洗涤过程中不断加入50 mg/L NaCl溶液，当渗滤体积达到7L时钼(VI)和钨(VI)的洗脱效果明显，J Mo和JW基本不变；再生的PQ6对钼(VI)和钨(VI)络合的络合容量分别为新鲜PQ6相应络合容量的92.1%和93.8%，实现了PQ6的有效回收。
　　4.考察各种操作参数对钼(VI)和钨(VI)二元混合体系选择性分离系数(S)的影响，进一步研究该混合体系的选择性分离浓缩过程，发现 S不受 pH值变化的影响；随溶液PMMR值的增大，S明显增大；混合体系的浓缩过程中，两种金属离子在一定程度上实现了分离，随VCF的增大，混合体系膜通量略有下降，在选定操作参数下，RW非常接近于l而RMo很低。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1稀有金属简介

1.2钼钨提取的研究进展

1.3膜分离技术

1.4 聚电解质强化超滤技术研究

1.5 本文研究工作

第二章 实验部分

2.1 材料与试剂

2.2 实验仪器

2.3 实验装置及方法

2.4 实验内容

第三章 聚季铵盐强化超滤过程的理论研究

3.1聚季铵盐强化超滤分离过程的机理分析

3.2 溶液中络合理论预测

3.3 聚季铵盐强化超滤过程的模型研究

3.4 本章小结

第四章聚季铵盐强化超滤恒容过程的研究

4.1聚季铵盐溶液的预处理

4.2聚季铵盐对钼(VI)和钨(VI)络合容量的研究

4.3操作参数对聚季铵盐强化超滤过程膜通量的影响

4.4外加盐对钼(VI)和钨(VI)截留系数和膜通量的影响

4.5本章小结

第五章 浓缩、解离、洗涤过程和聚合物回收利用的研究

5.1浓缩过程

5.2钼钨解离过程

5.3钼钨洗涤过程

5.4聚合物的回收和利用

5.5本章小结

第六章聚季铵盐强化超滤过程对钼(VI)和钨(VI)的选择性分离研究

6.1 pH值对钼(VI)和钨(VI)选择性分离的影响

6.2 PMMR对钼(VI)和钨(VI)选择性分离的影响

6.3 外加盐对钼(VI)和钨(VI)选择性分离的影响

6.4 钼(VI)和钨(VI)的选择性分离浓缩过程

6.5 本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表论文