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由于稀土矿大量开采,随之产生大量的浸矿尾水,这些尾水的处理消耗大量的人力和资源,并且对其中稀土离子的处理效果不佳。为解决尾水中稀土离子的回收问题,实验研究使用新型分离技术纳滤膜技术对浸矿尾水中的稀土离子进行富集,并且考虑膜对稀土离子的吸附性能。本实验研究所用浸矿尾水均取自江西某离子型稀土矿山,所用三种纳滤膜分别为商业纳滤膜(NF1)和自制纳滤膜(NF2、NF3),材质均为聚酰胺。主要研究与结果具体介绍如下:(1)首先对三种纳滤膜的性能进行分析测试,结果表明:随着压力的增大,三种膜纯水通量均随之增大,对一价离子的截留率随之减小;对二价离子存在先增大后减小的过程,在0.6~0.8MPa之间存在最佳值。经过对比三种膜的膜孔径、接触角、粗糙度和Zeta电位,膜NF2的性能最优。(2)研究三种纳滤膜对稀土离子(La、Y、Ce、Nd、Pr)富集过程的影响因素,结果表明:富集过程中的进料流量、压力和温度对纳滤膜渗透通量的影响较为显著;pH、温度和压力对纳滤膜截留率的影响较为显著。三种膜对稀土离子富集的最佳条件范围为进料流量在4.5 L/min~5.5 L/min,压力在0.6 MPa~0.8MPa,pH在3.5~4.5,温度在25℃~30℃。在最佳条件下,运行20个小时,对五种离子的富集倍数均达到3.8以上。(3)通过建立离子在膜表面的吸附动力学行为模型和吸附等温线模型研究三种膜对五种稀土离子的吸附特性,结果表明:膜NF1、NF2和NF3对La、Y、Ce、Nd和Pr的吸附量随稀土离子初始浓度的升高而增大;离子在三种膜上表现的吸附容量随膜半径和粗糙度的增大而增大;五种离子在同一种膜上表现的吸附容量随离子半径的增大而增大。综上可知,纳滤膜可推广应用于低浓度浸矿尾水中稀土离子的富集;研究所用三种纳滤膜中自制膜(NF2)更适用于浓缩此类浸矿尾水,20小时的富集效果达到3.8倍以上。