發(fā)布時間：2020-07-18 04:44

【摘要】：隨著人類對稀土資源的過度開采和浪費,在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了稀土緊缺的局勢。目前稀土浸出液呈現(xiàn)水量大、稀土濃度低的特點,常規(guī)提取方法,因工藝流程復雜、沉淀效果差、稀土損失量大、投入成本高等不足正逐漸被新技術如膜分離技術等取代。納濾技術應用日益廣泛,但國內(nèi)外對其在稀土礦山應用的研究鮮有,在此基礎上,本文通過研究納濾膜在離子吸附型稀土礦浸出液回收稀土中的應用,以探索稀土回收新方法,拓寬納濾應用領域。研究所用稀土浸出液取自江西某離子型稀土礦山,所用三種納濾膜分別為商業(yè)納濾膜(NF1)、自制納濾膜(NF2)及自制碳納米管改性納濾膜(NF3),材質均為聚酰胺。主要研究內(nèi)容與結果具體介紹如下:(1)研究了納濾對稀土浸出液濃縮過程中操作壓力、進料流量、pH、溫度、體積濃縮因子對納濾性能及運行穩(wěn)定性的影響,確定各操作因素適宜范圍及最佳值,并結合溶解-擴散模型、吸附-毛細孔流模型對實驗結果進行解釋。結果表明:壓力對膜性能影響較大,預壓后膜通量與截留率均有降低,故無需進行預壓操作,研究壓力范圍內(nèi),通過對比確定20 min時通量為該壓力下納濾膜處理稀土浸出液的通量值,在240 min運行時間內(nèi),三種納濾膜稀土截留率均保持在85%以上,得出適宜壓力范圍為0.4 MPa~0.8 MPa;研究進料流量范圍內(nèi),由納濾膜通量及稀土截留變化曲線對比得出,進料流量為4 L/min~5.5 L/min時可保持較好膜性能;pH對膜性能影響較小;最佳溫度范圍25℃~30℃;體積濃縮因子對膜性能的影響主要表現(xiàn)為膜通量,實驗得出體積濃縮最佳約3倍。(2)在已選操作因素的基礎上,研究了納濾對浸出液中稀土的濃縮效果。結果表明:經(jīng)240 min納濾濃縮后,稀土回收率可高達53.93%;通過對比稀土濃縮效果,確定商業(yè)納濾膜(NF1)更適合用于稀土濃縮;此外,納濾對浸出液中氨氮起到一定濃縮作用,可考慮將納濾用于氨氮回收,實現(xiàn)資源有效利用。(3)針對稀土濃縮產(chǎn)生的膜污染現(xiàn)象,采用正交試驗得出確定物理清洗中清洗壓力對清洗效果影響最大,最佳操作條件下的膜通量恢復率為83.5%;化學清洗確定清洗劑為0.1%鹽酸,清洗時間60min即可使膜通量恢復到96%。綜上可知,納濾膜可用于低濃度稀土浸出液的濃縮且效果很好,可推廣應用;研究所用三種納濾膜中商業(yè)膜(NF1)更適用于濃縮此類稀土浸出液;此外,研究得出納濾膜對浸出液中的氨氮也具有濃縮作用,為氨氮回收利用提供了新思路。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF845
【圖文】：

從而達到較好的處理效果。本章研究了操作壓力、溫度、進料流量、體積濃縮因子這些操作因素對膜處理稀土浸出液時通量及膜截留率的影響在研究不同操作因素對膜性能影響程度的大小，得出每種操作條件適用的最圍或最佳值，為后續(xù)實驗的進行與結果分析提供一定理論參考。2 實驗部分2.1 實驗裝置及流程.1.1 實驗裝置實驗所用裝置見圖 2.1，圖 a、b 所示裝置均為膜性能高壓評價儀，其中 a示裝置是本研究進行所用的主要裝置，在第本章及第四章中用到；b 圖所示為小型平板膜性能評價儀，原理與 a 圖所示裝置相同，且兩裝置對同一種膜能測試結果顯示差別較小，故在本章體積濃縮因子操作因素影響測定實驗及章中使用此裝置，以提高研究結果準確性。

圖 2.2 納濾實驗裝置流程圖由于原料液水質較為清澈，無肉眼可見懸浮物、無絮體等，故可直接用于。大致流程如下：首先向膜組件裝膜片，a 裝置出水在膜組件頂部，故放置時應先將橡膠墊圈放進凹槽，再將膜片正面朝下放在墊圈上，保證膜片完全、無褶皺后方可擰緊螺絲，完成膜片安裝；b 裝置出水在膜組件底部，故膜裝時應正面朝上放置。原料液從進料槽經(jīng)閥門 5 由高壓泵輸送進入膜組件中納濾截留后，回水經(jīng)過轉子流量計重新回到進料槽循環(huán)使用，滲透液流經(jīng)燒集后倒入進料槽，以保證系統(tǒng)進料液濃度。調節(jié)進料液的溫控裝置在進料槽，為實驗室自組裝，儲水槽內(nèi)為自來水，經(jīng)由低壓泵提升進入料液槽中空桶，通過調節(jié)儲水槽內(nèi)水溫，進一步實現(xiàn)進料液溫度調節(jié)，由于實驗操作溫度 20℃~50℃較易達到，使用此簡單溫控組合即可實現(xiàn)。其中系統(tǒng)壓力由閥門節(jié)，閥門 4 為系統(tǒng)出水口，進料流量由閥門 5 控制，壓力傳感器以讀出系統(tǒng)，閥門 1、閥門 2、閥門 3 用于調節(jié)進料槽桶壁內(nèi)的水量。.2.2 實驗材料

第三章 納濾對稀土浸出液濃縮效果研究3.3.2 納濾對稀土浸出液中氨氮的濃縮效果研究用紫外分光光度計對對納濾系統(tǒng)濃縮液及滲透液側所取試樣進行氨氮含分析測定，膜前、后氨氮含量對比圖見圖 3.4。根據(jù)所得數(shù)據(jù)以曲線圖的形式制了氨氮截留曲線、氨氮濃縮倍數(shù)曲線及滲透液中氨氮含量變化曲線，如圖 3.3.6、3.7。

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本文編號：2760430