基本信息
- 项目名称：
- 乳状液膜法提取酸浸液中铁的传质研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 采用Span80TBPNH3H2O体系乳状液膜法提取溶液中的Fe(Ⅲ)，研究了表面活性剂含量、载体含量、内水相试剂浓度、外水相硫酸浓度等对铁离子提取效果的影响；经过二级提取后，酸浸液中Fe(Ⅲ)去除率可达90%。用微分法求得该反应的反应级数为nC1；通过求反应的表观活化能，确定该传质过程为扩散反应控制过程。
- 详细介绍：
- 采用乳状液膜法提取红土矿浸出液中的Fe(Ⅲ)，经过考察确定膜相组成、内相试剂浓度、外水相硫酸浓度等。乳状液膜法提取红土矿浸出液中Fe(Ⅲ)的最佳条件为：膜相组成为Span80:TBP:石蜡:煤油(体积比)5:4:2:89，内水相氨水浓度为1.5 mol/L。在此条件下，经过二级提取后，红土矿浸出液中Fe(Ⅲ)的提取率可达90%。 通过测定反应的浓度级数nC，确定该传质过程为一级反应过程。通过考察温度变化对反应速率的影响，确定反应的表观活化能较小，该反应为扩散反应控制过程。实验结论对乳状液膜技术在湿法冶金中的工业化应用具有一定的指导意义。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 液膜法是一种深度净化技术，由于它选择性高，通量大，处理量大，很可能为湿法冶金开辟一条新途径，有人认为它的出现会引起湿法冶金的一次革命。因此，许多国家相继进行了液膜湿法冶金应用研究。比较多的进行了液膜法提取金属离子的研究。本作品即针对红土矿经过加压酸浸工艺后的酸浸液，采用乳状液膜法回收其中的铁，采用理论结合实际的方法，研究该法的可行性，旨在为红土矿的资源利用寻找一种节能、环保的生产技术。
科学性、先进性及独特之处
- 采用乳状液膜技术提取酸浸液中的铁，利用含载体液膜传输、及内相络合体系，增强了液膜法传输的推动力，充分利用了液膜技术效率高、富集比高的优点。 理论研究方面：采用化学动力学方法研究乳状液膜法的表观反应机理，以指导乳状液膜法的实际应用； 实际应用方面：采用乳状液膜技术，提取红土矿浸出液中的铁，掌握提高提取效率的关键技术，以实现红土矿资源利用的低耗、高效和清洁生产。
应用价值和现实意义
- 利用乳状液膜技术选择性高、通量大、处理量大的优点，将该技术应用于红土矿浸出液，富集回收其中的铁元素，而经破乳后的液膜和酸浸液均能重复利用，可以实现该行业的循环经济。因此，该项的研究，是为红土矿资源深度开发利用行业寻求一种效率高、选择性强、能耗低、无污染的生产工艺。该研究是冶金行业的实际生产需求，取得的成果可直接在冶金行业得到转化应用。
学术论文摘要
- 采用Span80TBPNH3H2O体系乳状液膜法提取溶液中的Fe(Ⅲ)，研究了表面活性剂含量、载体含量、内水相试剂浓度、外水相硫酸浓度等对铁离子提取效果的影响。结果表明，膜相组成为Span80:TBP:石蜡:煤油(体积比)5:4:2:89、内水相氨水浓度为1.5 mol/L、外水相硫酸浓度为0.3 mol/L的条件下，经过二级提取后，酸浸液中Fe(Ⅲ)去除率可达90%。用微分法求得该反应的反应级数为nC1；通过求反应的表观活化能，确定该传质过程为扩散反应控制过程。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.余晓皎,姚秉华,闵涛.PC-88A为载体的液膜体系传输Ni(II)动力学[J].稀有金属,2009, 33(4):591-596. 2.车丽萍, 余永富, 袁继祖等.乳状液膜技术从稀土浸出液中提取钍的试验研究[J].稀土,2005,26（6）：86-89.
同类课题研究水平概述
- 乳状液膜技术是近年来发展起来的新型分离技术，以其低耗、高效、富集率高、产生的三废少等优点而受到广泛关注，已被应用于金属离子的分离与富集、工业废水处理、化工分离、湿法冶金等方面。乳状液膜通过“离子泵”效应可以浓缩诸如Na、K、Cu、Zn、Pb、Hg、Fe、Co、Ni、U等阳离子。随着液膜技术研究的发展，以及新型流动载体的出现，有人认为可能会引起湿法冶金的一场革命。 到目前为止，国内外在将乳状液膜分离技术用于分离和提取金属方面进行了大量工作，并对很多金属进行过研究。查阅国内外文献和专利，关于采用乳状液膜技术提取铁元素的研究现状如下：应用该技术分离富集铁的研究已有报道，但已研究的外相体系中镍离子的浓度较低，且外水相无酸，不利于将乳状液膜法应用于湿法冶金行业；另外对其反应动力学的研究也少有报道。
