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目前,对于铟的提取与富集大部分采用传统的萃取法,在实际生产中,萃取分离铟存在分离难、有机相易乳化造成损失、萃取剂易老化、回收率不高等问题。传统的萃取法不仅浪费重金属资源,而且会造成环境的二次污染。中空纤维液膜技术是一种新型的技术,它具有传质效率高的特点,而且相间无泄漏、无二次污染、传质比表面积大、传质速率快、稳定性高且操作简单,聚偏氟乙烯(PVDF)是一种新型功能高分子材料,机械强度高,耐辐照性好,具有良好的化学稳定性,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素腐蚀,将PVDF疏水膜应用于膜萃取处理含铟废水或铟的酸性浸出液,回收利用铟,实现废水资源化具有很好的工业应用前景。
本课题利用自制疏水PVDF中空纤维膜组件,以模拟含铟酸性浸出液为原料液,考察了不同工艺中运行参数的变化对铟离子提取的影响,确立了适用于中空纤维支撑液膜处理含铟浸出液过程的工艺系统及相关运行参数,并为工业应用提供必要的理论基础。
研究结果表明:通过单组件膜萃取系统、双膜组件萃取-反萃系统和双膜组件萃取-超滤系统的提铟效果比较,双膜组件萃取-超滤系统最优,总提铟率可达原料液中铟含量的72%;此外,在双组件萃取-超滤系统中,原料液与混合相的温度在25~35℃的范围内,该工艺提铟过程受温度变化的影响不显著;在水油相之比(即A/O)比为4:1、原料液与混合相的温度为29℃条件下,混合相流速的增加会导致在萃取膜组件与混合液之间形成的油膜厚度变薄,最终降低系统的提铟效果;系统在处理含有大量Zn(Ⅱ)的原料液时,由于Zn(Ⅱ)的干扰竞争作用,使系统的总提铟率降低至31.3%,纯度仅为20.5%,故在其它金属离子大量存在时,应对原料液进行预处理使系统保持较高的提铟效率。