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《河北工业大学》 2008年
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改性沸石的多元离子交换平衡研究

杨永春  
【摘要】: 沸石离子交换法从海水中提取钾盐是开发利用海洋钾资源的新技术,在该技术的离子交换工艺中存在着Na~+、K~+、Ca~(2+)、NH_4~+等多元离子交换,查明这些离子间的平衡关系,对于指导新型高效交换剂的制备和离子交换工艺及参数的优化,具有重要的意义。本文进行了斜发沸石的K~+-Na~+-NH_4~+和K~+-Na~+-Ca~(2+)三元体系离子交换平衡研究,以期为海水提钾技术的深化研究奠定基础。 研究了钠型沸石Na~+-Ca~(2+)离子交换平衡。分别测定出25℃、50℃和75℃时离子交换平衡数据,绘制了离子交换平衡等温线和Kielland图,并计算了离子交换过程平衡常数和热力学函数。结果表明,Na~+-Ca~(2+)离子交换是不完全交换,高温时Ca~(2+)的交换能力增强,低温有利于斜发沸石对Na~+的选择。 研究了K~+-Na~+-NH_4~+和K~+-Na~+-Ca~(2+)三元溶液体系与斜发沸石的离子交换平衡。分别测定出以上两个体系在0℃、25℃、50℃和75℃时离子交换平衡数据,绘制了三元离子交换平衡等温线,并计算出沸石对体系中离子的分离因数。结果表明,在K~+-Na~+-NH_4~+溶液体系中, K~+的分离因数在3以上,NH_4~+的分离因数在1-3之间,Na~+的分离因数小于1,斜发沸石的离子交换选择顺序是K~+NH_4~+Na~+,且低温有利于K~+的交换,高温时NH_4~+的交换能力增强;在K~+-Na~+-Ca~(2+)溶液体系中,K~+的分离因数大于8,Na~+的分离因数在1左右,Ca~(2+)分离因数小于1,斜发沸石的离子交换选择顺序是K~+Na~+Ca~(2+),其中Ca~(2+)对沸石对K~+的交换选择性影响不大,且低温有利于沸石对K~+的交换。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703

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【参考文献】
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