液膜分离-有色冶金前沿技术.pptVIP

有色冶金前沿技术 ——液膜分离技术 主要内容 液膜的定义及特点 液膜的组成和分类 液膜分离机理 液膜分离技术的应用 液膜分离前景展望 液膜的定义及特点 液膜的组成和分类 液膜分离机理 被动传递是一种单纯的溶解-扩散过程,其推动力为溶质A在膜两侧的浓度差。 一旦膜两侧溶质浓度相等,液膜传递随即终止。 分离选择性主要取决于各溶质在膜内溶解度的差异 溶质 A 因选择性溶解而从料液相进入液膜相,并在膜中扩散。 A在抵达膜相与接收相的界面时,与接收相中的试剂 B 发生化学反应,生成的产物 AB 不溶于液膜。 即：接收相中的试剂 B促进了A的传递。 液膜分离技术的应用 液膜分离技术现主要用于对人体及生物体危害较大的废水中有机污染物及重金属离子提取处理。已见于文献报道的有：废水中酚的提取，氨的提取，邻硝基酚的提取。磷酸根的提取，含锌废水中Zn 的提取。Hg 的提取，钪的提取，铬、铜的提取等。在奥地利液膜分离技术已广泛应用于对Zn 废水的处理。特别是用液膜法分离气体的研究为大气污染。尤其是为酸雨的治理开辟了一个切实可行的途径 在美国，已初步进行了用橡胶液膜除臭氧气试验，效果良好。 在生物化学中，为了防止酶受外界物质的干扰而常常需要将酶“固定化”。利用液膜封闭来固定酶比其他传统的酶固定方法有如下的优点：① 容易制备；② 便于固定低分子量的和多酶的体系；③ 在系统中加入辅助酶时，无需借助小分子载体吸附技术（小分子载体吸附往往会降低辅助酶的作用）。 液膜在医学上用途很广泛。如液膜人工肺（是一种用氟碳化物制成的膜。这种膜包结着的氧不断地渗透出来，而二氧化碳气不断地渗透进去，从而起着肺的功能）、液膜人工肝、液膜人工肾以及液膜解毒、液膜缓释药物等。液膜用于给血液输氧、从肠中和胃中除去尿素和药物中毒后的紧急处理。以及牙病防治等。目前，液膜在青霉素及氨基酸的提纯回收领域也较为活跃， 液膜分离技术可用于萃取处理含铬、硝基化合物、含酚等的废水。我国利用液膜处理含酚废水的技术已经比较成熟。其他如石油、气体分离、矿物浸出液的加工和稀有元素的分离等方面也有应用。 氧化还原液膜法分离铕的研究之一 ——弱酸性还原分离体系： 本研究建立的氧化还原液膜法，巧妙地将铕的选择性还原反应体系包在液膜内水相。用油膜隔绝空气并利用膜中流动载体P204对二价铕和三价钐钆离子的选择性迁移，进行快速选择性分离。整个还原分离过程不需惰性气体保护隔绝空气，无汞等有害金属离子污染。 基本原理： 利用变价稀土与正常三价稀土在性能上的差异。将它们分离。由于二价和四价稀土分别属强还原剂和强氧化剂，在常规环境下不稳定，因此用氧化还原法分离可变价稀土时，工艺条件较苛刻 本研究提出的氧化还原液膜法分离铕的方法其机理是基于还原变价后的二价铕与其它三价稀土在P204有机油膜中迁移性能上的差异，将稀土混合物与还原剂等化学试剂包在内水相中选择性还原铕，利用油膜将整个氧化还原反应体系与外界空气隔绝，防止二价铕被空气重新氧化为三价，然后利用膜中流动载体P204对二价铕和其它三价稀土的选择性(P204萃取三价稀土与二价铕的分离因素为aRE3+/Eu2+=5.2×103)，调节外水相酸度并控制稀土离子的迁移速度，使三价稀土选择性迁出至外水相，而二价铕仍保留在内水相，从而达到分离铕的目的。 氧化还原液膜法分离铕的研究之二 ——弱碱性还原分离体系： 氧化还原液膜法分离铕的研究之一——弱酸性还原分离体系的研究结果表明：将氧化还原反应体系包在内水相进行时，内水相pH越大，还原剂N2Y的电极电位越低，Eu 还原更彻底，加入pH缓冲剂NaAc能稳定内水相酸度，加速Sm3+、Gd3+的迁出。但由于受到三价稀土离子水解反应的制约，内水相酸度必须控制在pH≤6.50，由于溶液显弱酸性，Eu2+易被H+ 重新氧化为Eu3+ ，随Sm3+、Gd3+一起迁出，以致使铕的回收率不够理想。 为了使还原反应能在较高pH条件下进行，以进一步提高铕的回收率，本研究了在内水相添加络合剂的弱碱性还原分离体系。在弱碱性介质中，三价稀土离子首先与络合剂络台生成可溶性络合物，避免了在碱性介质中产生氢氧化物沉淀，Eu3+选择性还原更彻底，并增大了溶液中Eu2+ 的稳定性，使铕的回收率和纯度都达到了较满意的结果。 液膜分离前景展望 由于液膜分离技术的优点，它将进一步得到更大的发展。而支撑液膜优异的选择性和高的透量是它相于对固体膜的优势；它的不稳定性也得到了人们的深入研究，提出了不同的机理解释和许多解决方案，在诸多方案中，以牺牲部分透量为代价来获取稳定性的提高为一种可行的方法。随着支撑液膜的稳定性不断提高，大规模工业化应用是很有希