论文部分内容阅读
本课题以江陵凹陷富钾卤水浓缩母液为研究对象,合成新型无机吸附剂磷钨酸铵(AWP)与焦磷酸钛(TiP2O7)复合吸附剂,研究的重点是吸附过程的动力学和热力学,探究其是否具有良好的特效定向选择性和循环使用稳定性,探讨工业应用的可行性。具体的研究工作如下:(1)制备了 TiP207、AWP、AWP-TiP207复合吸附材料,复合离子吸附剂中有TiP207存在,且AWP的晶体结构没有发生改变。中值粒径达到149.99μm。理想的吸附条件是中性和微酸性。当温度升高时,对铷铯饱和吸附容量降低。(2)吸附过程符合准二级动力学模型,主要速率控制步骤为粒内扩散过程。铷铯离子在复合吸附剂上的吸附行为与Freundlich模型吻合,复合吸附剂吸附铷铯是自发进行的,且均为放热反应。当以氯化铵为解吸液时,在一定范围内氯化铵浓度升高解吸效果变好,当浓度为0.5mol/L时解吸效果达到99.33%。(3)动态吸附过程中,随着填料高度的增加穿透时间增大,吸附效率提高。当其他实验条件固定,填料高度为15cm时,铷、铯离子动态吸附容量分别为1.83mg/g、1.22mg/g。料液流速增加,复合吸附剂对铷铯的吸附能力减小,吸附效率降低,动态吸附容量减小。(4)当洗脱溶液为氯化铵时,复合吸附剂上的铷铯解吸率峰值随氯化铵流速的增大而减小,洗脱速率越慢洗脱越完全,洗脱速率为2.5BV/h时,洗脱液体积相对较小,洗脱液内含铷铯浓度较高。(5)对卤水进行蒸发浓缩所得母液中铷含量为初始卤水的72.77%,铯剩余95.08%。微量元素铷、铯得到高度浓缩,富集倍数分别为13.4和15.9。当吸附液中不含钾离子时,复合吸附剂对铷铯的饱和吸附量为2.12mg/g、1.19mg/g;有钾离子存在时,随钾离子浓度增大,复合材料对铷铯吸附容量减小,说明复合材料在一定浓度范围内对铷铯具有选择吸附性。随着复合吸附剂循环次数的增加,再生的复合吸附剂对铷铯离子的吸附量逐渐降低,钾离子铷离子再生效果较好,使用三次后仍能达到94.15%、90.26%的吸附容量,但铯离子与复合吸附剂结合较为牢固,不易解吸,使用三次后吸附容量降为最初的51.76%。