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硼和硼化合物作为一种重要的原材料,在现代工业和农业生产中具有广泛的应用。近年来硼矿石资源已日益枯竭,而富含硼资源的盐湖卤水却尚未得到有效的利用。盐湖卤水中含有钾、镁、锂、硼等多种价值元素,在利用盐湖卤水生产高品质镁和锂质产品时,必须除去硼,因此从盐湖卤水中分离硼元素对卤水资源的综合利用具有重要意义。本论文以硼的深度分离为目标,采用了萃取-吸附联合方法对盐湖酸化老卤中的硼进行提取,同时,制备了一种新型壳聚糖/锆复合球形吸附剂(CTS-Zr)用于硼的吸附。主要研究内容如下:首先,采用萃取-吸附联合法对盐湖酸化沉硼后老卤中的硼进行了提取研究。以正癸醇、异辛醇、2-乙基-1,3-己二醇、磷酸三丁酯和航空煤油的混合溶剂为萃取剂,考察了卤水pH值、相比、萃取级数对萃取过程的影响;以D564树脂为吸附剂,讨论了卤水pH值和树脂用量对吸附过程的影响,研究了D564树脂对硼的吸附动力学和吸附等温线特性;还对反萃和洗脱工艺过程进行了优化研究。结果表明:萃取剂对卤水中的硼具有良好的萃取性能;卤水p H值对萃取效果的影响明显,且pH值为2时萃取效果最佳;相比和萃取级数增加到3后对进一步降低卤水中硼浓度的效果不明显。吸附过程卤水的最优pH值为7;吸附动力学数据符合准二级动力学模型,吸附等温线数据符合Langmuir等温吸附模型;树脂用量为6g/(100m L卤水)时可将一级萃取后卤水中的硼浓度降低至1.0 mg/L以下。反萃剂宜使用0.1mol/L的Na OH溶液,洗脱剂宜使用0.5mol/L的HCl溶液。之后,利用壳聚糖与Zr4+的配位反应制备了复合材料CTS-Zr。采用扫描电镜、元素分析仪和傅里叶红外光谱对CTS-Zr进行了表征;系统考察了溶液pH值、硼初始浓度、接触时间、温度及共存阴离子Cl-、NO3-和SO42-等对CTS-Zr吸附性能的影响。结果表明:pH值为2-7时,CTS-Zr对硼的吸附效率较高;吸附平衡行为符合Langmuir等温吸附模型,最大平衡吸附量为21.1mg/g;吸附动力学复合准二级动力学模型,吸附过程受膜扩散控制;该吸附主要涉及物理吸附和硼酸与Zr(OH)4表面羟基的内层配合反应。常见的共存阴离子对硼的吸附效果几乎没有影响;CTS-Zr对硼的吸附过程为放热的非自发的过程;使用pH值为12的蒸馏水,对吸附剂进行了洗脱,洗脱效率为96.3%,且经过3次吸附-解吸循环后,吸附剂的吸附效率没有明显降低。较高的硼吸附容量表明CTS-Zr在盐湖卤水硼的吸附分离中有一定潜在应用价值。