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作者：白君平西安建筑科技大学

学位级别：硕士

南风化工集团以山西运城盐湖卤水为原料制取无机盐，但是由于天然卤水成份复杂，有机物含量高，直接影响了产品的纯度，需要去除水中有机物以提高盐分纯度。本研究旨在不损失天然卤水中有价值盐分的基础上，采用混凝、活性炭吸附、臭氧... 详细信息

南风化工集团以山西运城盐湖卤水为原料制取无机盐，但是由于天然卤水成份复杂，有机物含量高，直接影响了产品的纯度，需要去除水中有机物以提高盐分纯度。本研究旨在不损失天然卤水中有价值盐分的基础上，采用混凝、活性炭吸附、臭氧氧化及臭氧催化氧化等处理工艺对有机物含量较高的卤水进行了研究，并对这几种处理工艺在有机物的去除过程中镁离子的损失机理进行了分析探讨。研究结果表明卤水中有机物的可混凝性较差，有机物的去除率及镁离子损耗均很低。通过活性炭处理工艺可以提高水中有机物的去除效果，而且吸附级数越多，卤水中有机物去除率也越高，但是在有机物去除率提高的同时，镁离子损耗也随之增大。臭氧氧化及臭氧催化氧化虽不能彻底去除水中有机物，但能改变有机物的构造，将大分子、不饱和性有机物转化为小分子、饱和性有机物，从而改善有机物的可混凝性，提高混凝效果，增强活性炭对其吸附能力。相比而言，臭氧催化氧化的效果要优于臭氧单独氧化，但其镁离子损耗要较臭氧单独氧化高。荧光检测结果表明，水中镁离子的损失主要是由于水中镁离子和羧酸、酚羟基类有机物发生了络合配位，已经与镁离子发生络合配位的有机物会在去除时而造成镁离子损失。原卤水中羧酸类有机物含量不高，混凝工艺不会造成镁离子与其发生络合配位，其损失也不高;但由于活性炭表面分布有大量的羧酸类基团，水中大量的镁离子会与其发生络合配位而造成镁离子损失;卤水中有机物经臭氧氧化及臭氧催化氧化后，增加了水中羧酸类有机物的含量，从而加剧了水中镁离子与其的络合配位作用，并在后续处理工艺中随有机物的去除而损耗。水中氢离子(H)与金属离子在有机物的结合点位上会发生竞争配位，但H在低pH值条件下更易于与水中的有机物结合。因此，降低水中pH值能有效控制水中镁离子的损耗。

关键词：卤水高浓度有机物去除工艺离子损失金属络合

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红土镍矿硫酸浸出液中和除铁过程Ni^(2+)和Mg^(2+)损失机理及强化分离研究

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过程工程学报 2023年第11期23卷 1558-1567页

作者：蒋昊滕鑫罗骏莽昌烨李新冉孙文豪中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 中南大学化学化工学院湖南长沙410083

中和沉淀工艺常用于去除红土镍矿酸浸液中的铁、铝、铬等杂质,这一过程中常伴随镍、镁等金属离子的损失。本工作研究了红土镍矿硫酸浸出液中和除铁过程中Ni^(2+)和Mg^(2+)的损失,提出了有价金属离子的损失机制。研究表明,固定模拟浸出液... 详细信息

中和沉淀工艺常用于去除红土镍矿酸浸液中的铁、铝、铬等杂质,这一过程中常伴随镍、镁等金属离子的损失。本工作研究了红土镍矿硫酸浸出液中和除铁过程中Ni^(2+)和Mg^(2+)的损失,提出了有价金属离子的损失机制。研究表明,固定模拟浸出液Ni^(2+)和Mg^(2+)浓度条件,随模拟浸出液中Fe^(3+)浓度增大,中和沉淀过程中Ni^(2+)和Mg^(2+)的损失率分别在9.13%~23.23%和9.79%~15.68%左右;固定模拟浸出液Fe^(3+)浓度条件,随着模拟浸出液中Ni^(2+)和Mg^(2+)浓度的提高,二者的损失率逐渐降低。根据溶液化学计算与实验证实,中和沉淀过程中SO_(4)^(2-)与Fe(OH)_(3)胶体形成一元和二元配合物,其中一元配合物中SO_(4)^(2-)的孤对电子与Ni^(2+)或Mg^(2+)成键而发生吸附,从而导致溶液中Ni^(2+)和Mg^(2+)与SO_(4)^(2-)被Fe(OH)_(3)胶体共吸附而损失。在中和沉淀过程中分别加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇(PEG)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等表面活性剂后均能有效限制SO_(4)^(2-)与Ni^(2+)或Mg^(2+)的结合,强化Fe^(3+)的选择性沉淀。当三种表面活性剂的浓度均为2×10^(-5)mol/L时,Ni^(2+)在中和沉铁过程的保留率可达95%左右,Mg^(2+)可达100%。

关键词：红土镍矿中和沉淀 Fe(OH)_(3)胶体离子损失表面活性剂

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卤水中高浓度有机物去除工艺研究

卤水中高浓度有机物去除工艺研究

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作者：宋西强西安建筑科技大学

学位级别：硕士

山西运城盐湖卤水含有大量天然有机物质,主要成分为腐殖质。南风集团以盐湖卤水为原料制取无机盐。高浓度有机物的存在影响了产品的纯度。本论文旨在寻找去除有机物的有效手段,从而达到提高产品纯度的目的。实验对卤水有机物的可混凝... 详细信息

山西运城盐湖卤水含有大量天然有机物质,主要成分为腐殖质。南风集团以盐湖卤水为原料制取无机盐。高浓度有机物的存在影响了产品的纯度。本论文旨在寻找去除有机物的有效手段,从而达到提高产品纯度的目的。实验对卤水有机物的可混凝性进行了评价。卤水由于其高密度和高粘度造成有机物絮凝过程中比通常水处理过程要克服更大的剪切力。现有的卤水预处理工艺要求硫酸铝的投加量几十倍于传统水处理投量,絮体产生后不易聚集沉降,需要通过膜过滤方式分离。从而导致了生产效率不高且能耗巨大。研究表明活性炭直接吸附对卤水有机物的去除率不高。同时,由于金属与有机物的络合特性,具有经济价值的金属离子随着活性炭吸附工艺对有机物的去除而损失很大。本论文同时探讨混凝、臭氧氧化、催化臭氧氧化对活性炭吸附效果的影响。实验表明,有机絮体相对于溶解态的有机物更利于活性炭的过滤和吸附。臭氧氧化使有机物的分子量减小、极性增强。络合点位因臭氧氧化而增多,金属与有机物的络合反应加强,更多的金属离子因有机物的去除而损失。卤水在降低到pH离子的损失反而有所降低。调卤水pH≤1后,以XDA-1型树脂吸附有机物,其去除率达到50%,离子损失在10%以下。XDA-1与催化氧化的工艺组合,有机物去除率达到了70%的技术目标。

关键词：卤水高浓度有机物去除工艺离子损失金属络合

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