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本文以非离子表面活性剂月桂酰胺丙基氧化胺为起泡剂和V(V)捕集剂,在填料泡沫塔中,采用连续稳态操作,研究了模拟水溶液中微量V(V)的回收工艺、分离性能以及填料层内液相的轴向扩散性能。首先,研究了4种非离子表面活性剂异十三醇聚氧乙烯醚(10)、十二烷基葡萄糖苷、月桂酰胺丙基氧化胺以及十八烷基胺聚氧乙烯醚(15)的界面性质和泡沫稳定性。结果表明,十二烷基葡萄糖苷降低界面张力的能力最强,异十三醇聚氧乙烯醚降低界面张力的能力最低,而在降低界面张力效率方面则正好相反。4种表面活性剂起泡性顺序为十二烷基葡萄糖苷>月桂酰胺丙基氧化胺≈十八烷基胺聚氧乙烯醚(15)>异十三醇聚氧乙烯醚(10),泡沫稳定性顺序为月桂酰胺丙基氧化胺>十二烷基葡萄糖苷>异十三醇聚氧乙烯醚(10)>十八烷基胺聚氧乙烯醚(15)。表面活性剂筛选实验表明,月桂酰胺丙基氧化胺对V(V)的回收效果最好。其次,以月桂酰胺丙基氧化胺为起泡剂和V(V)捕集剂,在连续稳态操作条件下,考察了填料泡沫塔的工艺条件对V(V)回收率和富集比的影响规律。实验结果表明,在所研究的溶液p H值范围内(2.0-6.0),V(V)的回收率和富集比均先增大后减小,在p H=4.0时达到最大值;随空塔气速的增加,V(V)的回收率逐渐增大并趋近于恒定值,而富集比则逐渐减小;随月桂胺酰丙基氧化胺浓度的增加,V(V)的回收率先增大后趋于稳定,富集比则逐渐减小;随进料流量和V(V)浓度的增加,V(V)的富集比和回收率均呈现下降的趋势。随泡沫层高度的增加,V(V)的富集比逐渐增加,回收率逐渐下降;随填料层高度的增加,V(V)的富集比和回收率均缓慢增加。第三,研究了V(V)与金属离子Fe(III)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Zn(II)、Pb(II)、Cr(III)等的分离规律。实验结果表明,随溶液p H值升高,Pb(II)、Cu(II)、Fe(III)的回收率逐渐增大,分离因子逐渐减小,其余金属离子的分离因子均较小且基本不变。在p H=4.0时,除Pb(II)、Fe(III)外,其余金属离子与V(V)的分离因子均大于100。金属离子主要富集在水相,而V(V)则主要在泡沫相富集,金属离子的存在对V(V)回收率和富集比的影响较小,从而可实现V(V)与上述金属离子杂质的定量分离。最后,研究了气液流量对填料层液相轴向返混的影响规律。结果表明,随空塔气速的增加,液相返混程度增大;随空塔液速的增加,液相返混程度减小。有填料鼓泡区的气含率明显大于无填料鼓泡区的气含率,因而具有更大的传质面积和更高的传质速率。