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微乳液—中空纤维膜萃取轻稀土的研究

张丽梅  
【摘要】:微乳液作为液膜体系来萃取待分离溶质是近十多年来出现的一项新技术。微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水或水溶液在一定条件下自发形成的有序聚集体。 本文采用非分散的新型膜萃取工艺—微乳液-中空纤维膜萃取并用于对镧、铈、镨、钕等轻稀土离子的萃取研究。所使用的微乳液是非离子型体系(OP-4+OP-7)/苯甲醇/D_2EHPA/煤油/盐酸。考察了料液与微乳液流量比、盐酸浓度、料液浓度、温度、萃取时间等因素对萃取RE~(3+)的影响,同时计算了该膜萃取过程中La~(3+)的渗透通量、渗透系数和渗透活化能以及钕离子的传质系数,并得到如下结论: (1) 料液与微乳液流量比越小,萃取率越高,内相富集倍数越大;料液初始浓度越小,萃取率和富集倍数越大; (2) 相同流速比时,随盐酸浓度增大,萃取率增加,但内相富集倍数减小; (3) 萃取率随温度升高而增大。但温度超过28℃后萃取率基本不变; (4) 温度升高,稀土离子(La~(3+))的渗透系数增大;温度对渗透系数的影响主要是由扩散所引起;渗透活化能为8.79kJ/mol。 (5) 当料液流量Q_w大于15×10~(-6)m~3·s~(-1),萃取反应动力学常数K_f大小调节为2.88×10~(-10)m·s~(-1)时,钕离子的总包传质系数K_w的理论预测值与实验值相吻合;但Q_w小于15×10~(-6)m~3·s~(-1)时,随着水相流量的减小,两者偏差越来越大。其原因是外水相/液膜界面的H~+浓度随水相


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