液膜法處理化學(xué)鍍鎳廢液及其傳質(zhì)機(jī)理研究.pdf

1、化學(xué)鍍鎳廢液中含有大量的檸檬酸鎳金屬絡(luò)合物和檸檬酸等有機(jī)酸絡(luò)合劑。常規(guī)的處理方法主要針對其中的金屬絡(luò)合物,經(jīng)過氧化破絡(luò)、還原或電解等方法回收其中的有價(jià)金屬,該法不僅成本高而且造成資源浪費(fèi)。本文采用液膜萃取技術(shù),分離回收化學(xué)鍍鎳廢液中的檸檬酸和檸檬酸鎳,回收產(chǎn)物可作為原料回用于生產(chǎn)工藝中,不僅解決了化學(xué)鍍鎳廢液的環(huán)境污染問題,而且回收有用物質(zhì),降低了生產(chǎn)成本。
　　本文分別采用乳化液膜和支撐液膜(包括平板支撐液膜和中空纖維支撐液膜)

2、技術(shù)對模擬化學(xué)鍍鎳廢液中的檸檬酸和檸檬酸鎳進(jìn)行萃取分離和回收。確定了各液膜體系的配方和操作工藝條件,探討了檸檬酸、檸檬酸鎳的萃取機(jī)理,對超聲強(qiáng)化液—液萃取進(jìn)行了初探,并且分析自制平板支撐液膜反應(yīng)器和中纖維支撐液膜反應(yīng)器的流態(tài)。論文得到如下主要結(jié)論:
　　(1)乳化液膜萃取檸檬酸的最佳膜配方及操作工藝:內(nèi)相試劑為15％的Na2CO3,表面活性劑用5%的山梨醇脂肪酸酯(Span80),載體為5%的三正辛胺(TOA),制乳轉(zhuǎn)速為2000

3、rpm,油內(nèi)(有機(jī)相與內(nèi)水相)比為1:1.5;外水相pH=3,操作溫度為30℃,外水相檸檬酸濃度為3000mg/L,乳水比為1:1。靜電破乳實(shí)驗(yàn)表明:表面活性劑Span80用量為5%,制乳轉(zhuǎn)速為2000rpm,油內(nèi)比為1:1.5,破乳電壓為200-350V,時(shí)間5min。建立了非穩(wěn)態(tài)平板傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型（公式略）,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(2)液-液萃取檸檬酸鎳萃取體系:萃取劑為5%的三辛基甲基氯化銨(TOMAC),有機(jī)溶劑

4、為苯,反萃取劑為0.05M HCl;液-液萃取檸檬酸鎳工藝條件:水相pH=10,檸檬酸鎳濃度為1%,萃取時(shí)間為30min,相比(水相/有機(jī)相)為1:1;TOMAC-苯萃取檸檬酸鎳的萃取過程屬于擴(kuò)散控制過程,該過程為吸熱過程;并對超聲強(qiáng)化檸檬酸鎳的萃取進(jìn)行了初探。
　　(3)平板支撐液膜萃取檸檬酸鎳的工藝條件:支撐體膜孔徑為0.22μm,水相流量為10mL/min,反萃取相流量為10mL/min,有機(jī)相與反萃取相體積比為2:1；確定

5、了平板支撐液膜萃取檸檬酸鎳的傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式：Sh=3.81Re0.4943Sc1/3；自制平板支撐液膜反應(yīng)器的流態(tài)接近于理想混合流動;在超聲作用下,250W時(shí)自制平板支撐液膜反應(yīng)器的擴(kuò)散準(zhǔn)數(shù)Pe高達(dá)21.277,流態(tài)偏離于理想混合流動。
　　(4)中空纖維支撐液膜萃取檸檬酸鎳的配方:20%的三辛基甲基氯化銨(TOMAC)為萃取劑,0.5M的HCl溶液為反萃取劑,煤油為稀釋劑,10%癸醇為助溶劑,料液相pH=9.0,料液相與有機(jī)相體積比

6、為1:1;中空纖維支撐液膜萃取檸檬酸鎳的工藝條件:料液相與接收相(含有機(jī)相與反萃相)流量比為4:1,有機(jī)相與反萃相體積比為3:1,膜組件中空纖維裝填密度φ=0.513,膜組件長度500mm,自制中空纖維支撐液膜反應(yīng)器膜組件殼程流態(tài)接近于理想混合流動,管程流態(tài)偏離于理想混合流動。
　　本論文上述研究結(jié)果揭示了液膜法處理化學(xué)鍍鎳廢液中檸檬酸和檸檬酸鎳的萃取規(guī)律和傳質(zhì)機(jī)理,對于液膜法萃取化學(xué)鍍鎳廢液中的檸檬酸和檸檬酸鎳具有較好的理論和實(shí)