王绍洪[1]2002年在《膜萃取法分离回收铜离子的研究》文中进行了进一步梳理膜萃取是膜过程与液液萃取过程相结合的一种新型分离技术。与传统的液液萃取过程相比，该过程具有一些特殊的优势，如萃取效率高，萃取过程只发生在萃取相和被萃取相的膜界面层，不会产生两相乳化层难分离的现象。近年来，有关膜萃取的过程工艺、传质特性、膜器的设计及应用的研究成功的开展并取得了有益的成果。 本文对以P204(或P507，N901)等物质为萃取剂，煤油为有机溶剂，在中空纤维膜中萃取金属铜进行了研究，并对其萃取效率和传质特性进行了实验研究，较详细的分析了其影响因素。对传统的膜萃取关联式进行了修正，使得不论是有化学反应还是没有化学反应的萃取体系都可以用其进行表征。结合传质系数的研究对本体系化学反应机理进行了初步分析。 本文首次采用先进的测试手段，论证了膜萃取过程可以大幅度减少夹带萃取液的优势。本文的研究结果，为中空纤维膜萃取器的传质性能研究、设计及付诸实际应用提供了重要的依据和基础。
孟慧琳[2]2009年在《中空纤维更新液膜处理铜钴废水》文中指出现代工业的快速发展,产生大量含重金属废水,一方面会严重污染环境,其随意排放也会造成重金属资源的浪费。由于含重金属废水的复杂性,传统处理方法存在处理效率低、操作复杂、易形成二次污染等缺点。因此,研发新型、高效的处理技术,实现废水处理和重金属资源的回收利用,具有重要的实际意义。基于表面更新原理而提出的中空纤维更新液膜(HFRLM)技术是一种新型的同级萃取反萃技术,具有传质速率高、操作简单、无二次污染等优点,在含单组分重金属废水的处理中已有过较为系统的研究。本文将HFRLM技术应用到含多组分复杂体系的废水处理过程中,以CuSO_4/CoSO_4水溶液模拟含铜、钴两组分工业废水,以LIX984N为载体,H_2SO_4溶液为接受相,采用HFRLM技术选择性分离回收水溶液中的铜离子,并考察了料液相pH值、料液相中铜离子和钴离子初始浓度、反萃相氢离子浓度、载体浓度、油水体积比及两相流速等因素对过程的影响。结果表明,LIX984N对铜的分离选择性很高,传质通量较大,而对钴离子的选择性很低,两金属组分间的相互作用不会影响分离效果,分离因子大于100。因此,利用中空纤维更新液膜技术分离回收铜钴废水中铜离子是可行的。由于传质推动力的影响,铜离子的去除率和传质通量随水溶液中pH值的增加而增大,但当pH＞3.0时,少量的Co~(2+)会因共萃进入有机相;反萃相中H_2SO_4浓度对过程的影响不大。按照HFRLM过程的载体促进迁移机理,当有机相为不含载体的纯煤油时,几乎没有传质发生;水溶液中铜离子去除率及分离因子随有机相中LIX984N体积浓度增大而增大。管程流体中的反萃相与油相的体积比在1:20～1:30时,处理效果较好。水溶液中铜离子的去除率随着管程流速的增大而增大,随着壳程流速的增大而减小;铜离子的传质通量随着管、壳程流速的增大而增大。含铜钴水溶液经6级串联HFRLM过程处理后,铜离子的去除率达到99.1%,废液出口铜离子浓度为0.5 mg·L~(-1),铜离子富集倍数达20倍,反萃相中钴离子的含量低于0.1 mg·L~(-1),以Cyanex272为钴离子萃取剂,将上步串联实验处理后的水溶液再次经6级串联HFRLM处理后,钴离子的去除率达到92.3%,出口铜离子浓度为0.5 mg·L~(-1),钴离子浓度为0.8 mg·L~(-1),达到国家废水排放标准,反萃相中钴离子的富集倍数接近16倍,很好的实现了铜钴离子的分离、重金属离子的富集浓缩及铜钴废水达标排放的目标。以串联阻力模型为基础,结合表面更新理论,考虑水溶液中两金属组分的相互作用,建立了中空纤维更新液膜处理铜钴废水的传质模型,模型计算结果与实验结果符合较好。本文的研究结果可为中空纤维更新液膜技术在多组分复杂体系处理中的研究与应用提供指导。
邵坤[3]2011年在《蛋膜固相萃取在环境水样微量金属元素分析中的应用》文中提出随着科学技术的发展,各种无机物和有机物不断向环境排放,造成水体严重污染,其中无机重金属元素对人类的生存环境构成严重的威胁,年初中央电视台曾报道我国有30%的大米被重金属污染,因此研究快速准确的测定环境样品中重金属元素显得尤为重要。目前,尽管仪器分析技术和方法已有较大发展,但分析对象越来越复杂,待检测组分含量越来越低,特别是基体效应和干扰物质的存在,直接影响着分析方法的灵敏度和准确度。现代仪器分析方法的发展要求分析工作者不断改进分析方法,提高测试方法的准确性、缩短分析时间、降低检测限、建立更加经济有效的检测手段。由于环境水样中的分析对象含量很低,甚至于接近仪器的检出限,直接进行测定比较困难,往往需要进行分离富集。目前采用的分离富集的方法有沉淀法、活性碳吸附法、离子交换树脂法、有机溶剂萃取、浊点萃取法以及固相萃取法。其中固相萃取分离富集技术由于具有操作简单、耗时短、试剂和样品用量少、不使用有机溶剂、对环境友好且易于与不同的检测仪器联用等特点,在样品前处理中得到了广泛的应用。而固相萃取吸附材料的选择直接影响着分析方法的灵敏度和选择性,目前使用的固相萃取吸附材料有树脂、活性碳、硅胶、泡沫塑料、碳纳米管、纳米二氧化钛、分子(离子)印迹材料以及一些生物材料,由于上述材料中有些比较昂贵,有些合成出来比较麻烦,甚至有些材料还对环境有污染,因此探讨环境友好型资源节约型的固相萃取吸附剂已经引起分析工作者的关注,由于生物材料如树皮、茶叶、海带、稻壳、壳聚糖等对重金属离子具有吸附性能,除了价格低廉、易于获取外,本身还能得到生物降解,不会对环境造成污染,因而生物材料在环境金属离子富集领域具有广阔的前景和潜力。近年来,生物材料在生物医学和污水处理领域受到广泛关注,尤其是生物材料对污染物的去除是国内外研究者感兴趣的课题,其在环境污染与防治、污水及工业污水中有毒金属离子的吸附、去除等中发挥着重要作用。由于生物材料中富含糖类、蛋白质、纤维素以及其它的生物高聚物,可能含氨基、酰胺基、酞胺基、羟基、羧基、磺酸基及巯基等多种官能团,这些官能团能够与金属离子进行络合及配位,与金属离子形成离子键或者共价键达到吸附的目的,因此,生物材料对金属离子表现出独特的选择性和吸附性能。鸡蛋膜为厚约70μm的双层结构,是一种半透性亲水生物活性膜,具有良好的透气性、保湿性以及吸附性。半透膜试验证明,鸡蛋膜能够选择性地通过乙酸、水等小分子物质,不能通过葡萄糖等大分子物质。其主要组成成分为蛋白质,近年来蛋膜(ESM)作为一种生物材料,广泛应用于如医药、食品、化妆品等领域。本文的研究目的:在文献已报道的研究基础上,主要研究了蛋膜对微量金属元素银、铜、锰的吸附性能,以及吸附条件对固相萃取效果的影响。在此基础上,将其应用于环境水样中微量金属离子的分离富集与测定。主要研究内容分为四部分,概括如下:第一章:主要综述了各种分离富集技术、固相萃取吸附材料的特点及应用。简要介绍了生物材料及其在分离富集领域应用,重点介绍了蛋膜生物材料的结构、性能以及在分离富集方面的最新研究进展,本文的立题思想及研究意义。第二章:研究了以蛋膜生物材料为固相萃取吸附剂,考察了蛋膜对微量银的吸附,利用扫描电镜和红外光谱对蛋膜进行结构表征,探讨其吸附机理,在优化的实验条件下,建立了蛋膜微柱固相萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定微量银的方法,并将该方法成功应用于环境水样中微量银的测定。第叁章:研究用蛋膜固相萃取微柱分离预富集水中的微量铜,并与原子吸收光谱法联用,实验考查了pH、流速、洗脱剂、电解质、共存离子等因素对回收率的影响。将该方法应用于环境水中,取得满意效果。第四章:在微酸性条件下,将蛋膜分离富集与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)联用研究Mn(II)和Mn(VII)的吸附行为,实验探讨了影响吸附和洗脱的一些因素,并将各种影响因素进行优化,该方法成功应用于环境水样中Mn(II)和Mn(VII)的测定。
刘冰[4]2005年在《从废弃电子印刷线路板中提取金的研究》文中研究指明本研究在用原子吸收分光光度法对实验选取的废弃电子印刷线路板中二十多种金属元素分析测定的基础上,针对该印刷线路板中铜、铁等基本金属含量高的特点,提出用氧化酸(双氧水—硫酸)预处理法浸出印刷线路板中铜、铁等金属,再分别采用溶剂萃取法、液膜萃取法及多重乳状液膜萃取法探索金的回收工艺。溶剂萃取法作为一种传统的贵金属萃取方法,对金等贵金属具有分离效果好,生产能力大,便于快速连续操作,过程中较安全,易于实现自动控制等优点,成为电子废弃物处理领域具有发展前途的技术之一。另外两种具有模拟生物细胞富集功能和连续化、自动化优点的液膜萃取法和多重乳状液膜萃取法,具有选择性高、传质速度快、萃取时间短、溶剂用量少、反应条件温和等优点,也逐渐受到关注。 预处理实验以破碎成70—200目的废弃电子印刷线路板为处理对象,试验结果表明:用氧化酸(双氧水—硫酸)预处理工艺在一定条件下,能有效浸出废弃电子印刷线路板中的金属铜、铁等基本金属。浸出反应中无污染环境的废气产生,较为清洁有效。当取线路板颗粒2g,氧化酸预处理的最佳反应条件为:双氧水(浓度30%)体积10mL,稀释度(浓硫酸与水的体积比)为1:2,反应时间2h,反应温度25℃,液固比(浓硫酸体积:样品质量)为3:1,金属铜的去除率可以达到93%。 溶剂萃取法提金实验中,以去除铜、铁等金属后的含金贵液(含金离子浓度0.9mg/L)为萃取目标,选用甲基异丁酮(MIBK,
戴园[5]2008年在《以LIX984N为载体的含铜废水液膜处理技术的研究》文中认为随着现代工业的迅速发展,产生的含重金属工业废水排放不仅会对环境造成严重污染,还会造成重金属资源的浪费,尤其是排放量较大的含铜工业废水。目前处理含铜废水的传统方法多存在处理效率低、操作复杂、易形成二次污染等缺陷,因此,开发高效的新型处理方法,在处理废水的同时,实现重金属的回收重用,具有重要的实际价值。本文选用CuSO_4水溶液-LIX984N/煤油-H_2SO_4为实验体系,考察了萃取时间、料液pH值、载体浓度、反萃相中H~+浓度等不同操作条件对萃取分配系数的影响。结果表明,在实验条件下,萃取与反萃均为快速平衡过程。料液pH值低于2.0时,LIX984N萃取的Cu~(2+)萃取分配系数随pH值的升高而快速增大,当pH值大于2.0之后,萃取分配系数受pH值的影响较小。萃取分配系数随着有机相中载体浓度的增大而增大。随反萃相中H~+浓度的增加,反萃分配系数先增加后减小,当反萃相H~+浓度过高时,高浓度硫酸具有的强氧化性会使载体LIX984N氧化分解,萃取效率降低。采用中空纤维更新液膜技术对模拟含铜工业废水中的铜进行同步去除和回收。考察了料液pH值、载体浓度、相比、反萃相中H~+浓度及流速等因素对HFRLM处理含铜废水效果的影响。通过实验研究得出适宜的操作条件:料液的pH值大于3.0,反萃剂中H~+浓度为4.0mol/L,有机相中载体浓度为10%(v/v),油水比为1:10。在中空纤维更新液膜中,液膜的更新作用强化了管内相的传质过程,因而料液相边界层中的扩散是传质过程的控制步骤,壳程流速对HFRLM传质过程的影响比管程大。以串联阻力模型为基本出发点,结合传质中的表面更新理论,建立了中空纤维更新液膜的传质模型,给出了相应的经验关联式,模型计算结果与实验结果符合较好。最后,采用中空纤维更新液膜技术对模拟含铜废水进行了实验室规模的工艺模拟小试实验研究,经7级处理后废水中的铜离子浓度降低到0.9mg/L,达到国家排放标准,去除率超过98.7%,回收液中铜离子的富集倍数达到25倍以上,实现了“逆浓度梯度传质”,表明中空纤维更新液膜技术在含铜废水处理方面有较好的应用前景。本文的研究结果也可为中空纤维更新液膜技术在今后更加深入的研究和应用提供重要依据和指导。
吴丽丽[6]2007年在《膜萃取处理高浓度苯胺废水》文中研究表明膜萃取是膜过程与液液萃取相结合的一种新型分离技术。近年来，硅橡胶膜萃取等膜技术用于去除废水中挥发性有机物(VOC)的研究日益引起人们的关注。硅橡胶膜是一种均相聚合物材料无孔膜，具有对苯胺等有机物选择透过性高、操作稳定等优势，适宜于高浓度苯胺废水的处理。该工艺中废水侧苯胺分子透过硅橡胶膜与萃取液侧HCl反应生成苯胺盐酸盐，而苯胺盐酸盐溶液中苯胺呈离子状态，不能透过硅橡胶膜返回到废水中，这样就维持了传质过程的驱动力，从而使苯胺在萃取液侧得到分离富集。该工艺采用酸液做萃取剂，既减少了有机溶剂做萃取剂所带来的二次污染，也节约了大量的能源。该工艺开发了苯胺的碱性作为驱动力，在与环境条件接近的情况下即可操作运行。本研究采用模拟苯胺废水考察了废水初始苯胺浓度、水力条件、操作温度、萃取液pH值、离子强度等因素对膜萃取性能的影响；分析了萃取回收率、稳态下HCl质量分数及稳态下萃取液pH值等对系统的影响；在此基础上，以大连绿源药业公司工业含苯胺废水为对象，考察了相比、萃取液总苯胺浓度和驱动力随时间变化等因素对实际传质效果的影响。实验发现该传质过程主要受膜阻控制；渗透系数与温度之间符合范霍夫-阿伦尼乌斯方程：萃取液pH值影响膜过程的传质驱动力，是膜过程的重要参数；离子强度改变了苯胺在相间的分配系数，NaCl的存在强化了传质过程；对系统进行物料衡算，发现苯胺的回收率基本维持在93％以上；HCl的质量分数影响苯胺的去除和回收两个阶段。在流速3.05 L／d，温度50℃，pH约等于1，膜管长18 m条件下，实际工业废水进水苯胺浓度33081 mg／L时，苯胺去除率基本维持在97％以上。控制萃取液pH值≈1，萃取液总苯胺浓度随时间逐渐升高，但其驱动力基本不变，该系统较具稳定性。以实验室小试结果为依据，设计大连绿源药业公司苯胺废水处理中试方案，对比发现该工艺较适宜处理高浓度苯胺废水，且经济效益显着。进水浓度为33081 mg／L时，吨废水净收益103.84元，投资回收期约1.6年。
姜颖[7]2012年在《阀上实验室—微珠注射光谱法测定痕量重金属的研究》文中提出重金属的测定是环境分析的重要任务之一,通常要使用各种大型分析仪器,如原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等。然而,随着现代分析科学的快速发展,人们对分析仪器设备的要求也越来越高,不但要求分析仪器设备具有较高的灵敏度、精密度和分析速度,更要求其向微型化和自动化的方向发展。特别是在面对重金属污染突发事件的现场分析任务时,大型仪器不便携带的缺点是亟待解决的一个问题。因此,建立满足特殊需求的微型化分析检测系统十分必要。本文以阀上实验室(LOV)分析系统为平台,应用微珠注射技术建立测定痕量重金属的微型化分析系统。实验中,将锌试剂(Zincon)固载到葡聚糖凝胶QAE A-25微珠上,通过微珠注射操作将固载了锌试剂的微珠自动引入阀上实验室的流通池中,并用来捕获目标分析物Cu2+,实现待测分析物Cu2+在微珠表面的分离／富集,并通过CCD分光光度计对微珠吸光度变化进行实时监测,实现目标物在微珠表面的原位检测。当进样体积为2.5mL时,检出限为3μgL-1,线性范围为10-100μg L-1,相对标准偏差为2.5%(50μg L-1)。采用本方法测定了标准物质GBW09101(人发)、GBW10010(大米)及GBW08608(水样)中的痕量铜,实验测定值与给定的标准值基本相符,同时实际水样加标回收率实验结果令人满意。另外,本文通过磺化反应建立了一种将显色剂固载到固相微珠表面的方法。许多显色试剂都含有苯环结构,通过磺化反应将磺酸根基团引入到显色试剂结构中,使其由中性分子变成阴离子,进而能够固载到葡聚糖凝胶QAE A-25微珠上。实验中,将1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)磺化后,固载到葡聚糖凝胶QAE A-25微珠上,采用阀上实验室-微珠注射光谱法测定痕量钴。当进样体积为1.0mL时,检出限为8μgL-1,线性范围为20-500μgL-1,相对标准偏差为2.8%(200μg L-1)。采用本方法测定了标准物质GBW07404(土壤)、维生素B12注射液及甲钴胺片中的痕量钴并对两种实际水样进行加标回收实验,实验结果令人满意。
刘利民[8]2007年在《液膜法处理冶金工业废水中氨氮及铜离子的研究》文中研究表明湿法冶金,如铜、锌、镍的提取过程中,常用NH_3.H_2O作配位剂,这样,废水中就含有Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、NH_4~+等离子。本文用液膜萃取法对废水中Cu~(2+)及NH_4~+的去除进行了研究。实验筛选了不同类型的表面活性剂制成的乳液,萃取废水中的NH_3-N,结果表明ME乳液稳定、溶胀小、处理效果好、破乳容易,是萃取NH_3-N的合适的表面活性剂。同时探索了乳液的配制条件及组成:将10%的硫酸与油按体积比1:1混合(其中油相3%ME+96%的煤油+1%的液体石蜡),在速度6000 r/min时,搅拌10—15分钟,制得萃取NH_3-N的乳液。摸索了萃取NH_3-N的工艺条件:乳水比1:8,外相水pH＞11,温度:室温。在上述条件下处理某亚镍厂废水中的NH_3-N,实验室规模处理萃取率在99.5%以上,破乳后的乳液可重复使用。在小实验的基础上,现场处理某亚镍厂废水,进行了扩大实验,结果是:NH_3-N浓度为0.62—2.2 g·L~(-1)的废水,通过二级逆流萃取,可使排放水达到国家一级排放标准(＜15 mg·L~(-1))以下,每吨废水的处理成本在10元以下。实验还研究了用ME作表面活性剂、分别用P204和N902为载体制得的乳液,处理含铜废水,结果发现N902优于P204。同时研究了内相酸浓度、载体用量、表面活性剂用量、油内比、乳水比、外相初始pH值以及提取时间等因素对铜萃取率的影响。实验结果表明:当载体浓度(体积分数3%)、表面活性剂浓度5%、油内比1:1、内相酸浓度2mol·L~(-1)、废液初始pH值大于4、乳水比1:5时处理某治污厂含铜废水,Cu~(2+)的萃取率可达95%以上,Cu~(2+)的富集浓度为14800mg·L~(-1)。而且该乳化液膜稳定性好,溶胀小,乳水分离快,破乳容易。研究中对破乳设备进行了改进,使乳液在5～10分钟内破乳,破乳过程中消除了原有设备乳液冒烟起火现象,破乳后乳水界面清晰,容易分离,且对乳液的成分无改变。
枚芳[9]2013年在《酸性氯化铜蚀刻废液再生处理的试验研究》文中研究指明印制电路板（PCB）生产过程中不可避免地将带来大量的含铜浓度约为80~(-1)30g L~(-1)的酸性蚀刻废液。目前，企业多采用化学氧化法和电化学法再生处理这类蚀刻废液，这两种方法虽然能够快速地去除蚀刻废液中的Cu~+，恢复蚀刻废液的蚀刻性能，但存在着化学法处理后蚀刻液体积不断增大、电化学工艺参数控制条件苛刻，反应过程中阳极析氯、阴极析氢等问题。因此，继续开展酸性氯化铜蚀刻废液再生处理试验研究具有重要的理论价值和实际意义。本文分别采取溶剂萃取法和反萃相预分散中空纤维支撑液膜(HFSLM)技术，对试验室模拟的酸性氯化铜蚀刻废液进行了再生处理试验研究，并对再生液进行了模拟蚀刻试验，主要试验结果如下：(1)溶剂萃取法中选取TBP（磷酸叁丁酯）/磺化煤油为萃取剂，H_2O_2为反萃取剂，从酸性氯化铜蚀刻废液中选择性地萃取Cu~+，分别探讨了TBP含量、油水比(O/A)、萃取时间、HCl浓度、Cl-浓度等对Cu~+萃取效率的影响，以及H_2O_2浓度、油水比(O/A)、反萃取时间等对反萃取效率的影响。此外，采用红外光谱分析、紫外吸收光谱分析、化学浓度分析、斜率法以及XRD表征等方法对萃取、反萃取萃合物的组分进行了分析。试验结果表明：①TBP/磺化煤油从酸性氯化铜蚀刻废液中萃取Cu~+时的最佳萃取相组成为70%TBP~+30%磺化煤油，油水比(O/A)为1:1，HCl浓度不低于2mol L~(-1)，达到萃取平衡的时间为2min，而萃取效率与Cl-浓度无关；②最佳油水比(O/A)为5:4， H_2O_2浓度为4%，达到反萃平衡的时间为4min；③酸性氯化铜蚀刻废液中的Cu~+以二溶剂化合物HCuCl_2·2TBP的形式被TBP萃取，反萃取试验中得到的水相为CuCl_2溶液。(2) HFSLM以聚醚砜中空纤维膜为支撑体，采用TBP/磺化煤/H_2O_2作为传质体系，考察了有机相浓度、水相流速、反萃取剂浓度等工艺参数对HFSLM传质通量的影响，结果表明：传质通量随H_2O_2浓度的增加不断增大，而随TBP含量和水相流速的增大呈先增大后减小的趋势，确定最佳操作条件为萃取剂TBP含量为5%、水相流体流速为40.16/40.05mL min~(-1)、反萃取剂H_2O_2浓度为6%。(3)分析了Cu~+在HFSLM体系中的传质过程，构建了HFSLM传质模型InC_c/C_p=nA/V_f.P_e.t，并用试验数据计算出Cu~+在HFSLM中总传质系数=3.14×10-5m·s~(-1)。(4)分别采用酸性氯化铜蚀刻液、溶剂萃取和HFSLM再生处理得到的再生液进行蚀刻试验，结果表明叁种蚀刻液的蚀刻速率极其相近。证明了溶剂萃取法和HFSLM均能够有效地恢复酸性氯化铜蚀刻废液的蚀刻性能。试验结果表明以TBP/磺化煤油为萃取剂的溶剂萃取法，能有效地提取酸性氯化铜蚀刻废液中的Cu~+；以H_2O_2作为反萃剂一方面能高效再生萃取剂，另一方面反萃取得到的产物为CuCl_2能再利用到蚀刻废液再生液的调节中，真正实现了“零”排放与循环利用。HFSLM大大提高了支撑液膜的稳定性，萃取与反萃取过程同时完成，操作简单方便，对酸性氯化铜蚀刻废液中的Cu~+具有极高的选择性萃取作用。
崔春花[10]2009年在《Cu（II）在中空纤维更新液膜中的传质行为研究》文中提出液膜技术是综合了溶剂萃取和固体膜分离特点的一种新型的分离技术,与传统的溶剂萃取过程相比,该过程具有特殊的优势。本文提出了一种新型的液膜技术——中空纤维更新液膜技术(HFRLM),该技术利用中空纤维膜与溶剂相的亲合作用,使溶剂相在中空纤维膜一侧的表层形成一层极薄的溶剂相液膜,从而起到分隔料液相与反萃相,并实现溶质在料液相与反萃相之间的选择性迁移。它在保持液膜非平衡传质优点的同时,既克服了支撑液膜膜液流失的缺点,又避免了乳化液膜工艺的复杂性。本文较为系统地研究了HFRLM的传质性能及相比于其他液膜技术的优势,结合其传质机理,提出了中空纤维更新液膜过程的传质模型,并将该技术应用于模拟含铜废水处理及柠檬酸提取的小试研究。1、以硫酸铜溶液为料液相,通过热力学基础研究,初步确定了有机相组成,考察了料液pH值、萃取剂浓度、料液浓度、不同反萃剂、反萃相[H~+]、操作温度等对分配系数的影响,并对其萃取机理进行了探讨。结果表明:有机相组成为LIX984N/煤油和D2EHPA/煤油时对Cu(Ⅱ)的萃取分配系数及萃取率较高;以LIX984N为萃取剂时料液最佳pH值为大于2.00,以D2EHPA为萃取剂时料液最佳pH值为4.44;随着反萃相中[H~+]的增加,反萃分配系数均先增加后减小。2、以硫酸铜-LIX984N(D2EHPA)/煤油-硫酸(盐酸)为实验体系,研究了流体流动状态(两相流速、流动方式)、体系物性(料液初始pH值、缓冲液浓度、反萃相[H~+]、不同反萃剂)、液膜相组成(不同载体及其浓度、油水比)、膜结构参数(纤维内径、膜厚、膜器管径)等对HFRLM传质过程的影响,并与其他液膜技术进行了比较研究。在HFRLM过程中,传质系数随两相流速的增大而增大,料液侧水相边界层传质阻力在总传质阻力中所占比例较大;液滴的聚并破碎性能与液滴和流道的相对尺寸有关,因此纤维内径较大的传质效果较好;随着膜厚的增加,Cu(Ⅱ)在膜相中的扩散阻力增加,总传质阻力增加,使传质系数减小;相比于中空纤维支撑液膜过程,其液膜稳定性及传质系数均有提高,其泄漏率比乳化液膜降低了3～4个数量级。3、根据HFRLM过程的传质机理,以阻力串联模型为基本出发点,引入表面更新理论描述液膜表面更新过程的传质强化作用,提出了液膜相分传质系数以及总传质系数计算式。根据质量守恒,推导了循环实验中料液相质量浓度随时间变化函数关系式,该模型值与实验值吻合情况良好。4、采用HFRLM技术处理含Cu(Ⅱ)废水,去除率达99.0%,处理后废水Cu(Ⅱ)含量低于1.0mg·L~(-1),达到国家排放标准;浓缩侧的Cu(Ⅱ)浓度达1700mg·L~(-1),富集因子为25。该处理过程中无二次污染,浓缩后的废水可回收使用,是实现含铜废水闭路循环的有效手段之一。该技术在稀溶液中提取柠檬酸方面的研究结果表明,由于液膜层的更新作用,液膜长时间保持稳定,传质速率较快,提取效果较好,其提取率达98%以上,大大超过了钙盐法的提取率,反萃相柠檬酸的富集倍数达9倍以上,该技术在柠檬酸稀溶液处理方面有广阔的应用前景。本文的研究为中空纤维更新液膜技术传质性能的深入研究以及付诸实际应用提供了重要依据和理论基础。
参考文献：
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[2]. 中空纤维更新液膜处理铜钴废水[D]. 孟慧琳. 北京化工大学. 2009
[3]. 蛋膜固相萃取在环境水样微量金属元素分析中的应用[D]. 邵坤. 武汉工业学院. 2011
[4]. 从废弃电子印刷线路板中提取金的研究[D]. 刘冰. 东华大学. 2005
[5]. 以LIX984N为载体的含铜废水液膜处理技术的研究[D]. 戴园. 北京化工大学. 2008
[6]. 膜萃取处理高浓度苯胺废水[D]. 吴丽丽. 大连理工大学. 2007
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[8]. 液膜法处理冶金工业废水中氨氮及铜离子的研究[D]. 刘利民. 湖南师范大学. 2007
[9]. 酸性氯化铜蚀刻废液再生处理的试验研究[D]. 枚芳. 暨南大学. 2013
[10]. Cu（II）在中空纤维更新液膜中的传质行为研究[D]. 崔春花. 北京化工大学. 2009