串级萃取理论在离子交换固定床吸附过程中应用.PDFVIP

第 29 卷第 1 期 中国有色金属学报 2019 年 1 月 Volume 29 Number 1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals January 2019 DOI ：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2019.01.16 串级萃取理论在离子 交换固定床吸附过程中的应用 唐晓威，赵中伟，刘旭恒 ( 中南大学 冶金与环境学院，长沙 41008 ) 摘 要 通过对比固定床吸附过程与串级萃取过程，发现固定床上的吸附过程相当于无穷多级溶剂萃取过程的串 联。基于串级萃取的模型结构与树脂的等温吸附方程，得到不同吸附类型下穿透曲线的描述公式。以 D850 树脂 吸附 Cu( Ⅱ)离子的过程为例，对建立的模型进行验证，并且分析了各种初始参数的变化对模型精确度的影响。结 果表明：该模型可以很好地描述固定床吸附过程，在不同流量与不同初始浓度条件下预测方程与穿透曲线之间的 相关系数均可达到 0.99 以上。 关键词 串级萃取；穿透曲线；固定床吸附； Cu( Ⅱ)离子；树脂 文章编号 1004-0609(2019)-01-0138-08 中图分类号 TF811 文献标志码 A 近 10 年来，由于国内树脂种类的丰富、性能的提 许多单元片，依次按全混流考虑各单元上的吸附过 [1−4] [26] 升、价格的逐步降低、以及人们对环境保护的重视 ， 程 。这样的理论模型与串级萃取理论本质是一样 使得树脂逐渐被广泛运用于重金属工业废水处理、矿 的，区别在于串级萃取中萃取剂是流动的而固定床中 [5−10] 物浸出液富集、电解液循环净化 等方面。固定床 树脂的运动状态是静止的。因此，考虑到固定床吸附 吸附是利用树脂进行除杂的重要步骤，穿透曲线的预 与串级萃取的相似性，完全有可能将串级萃取理论进 测则是固定床设计与操作的基础[11] ，因此建立一个吸 行合理的改造和修正，用于描述离子交换过程。基于 附预测模型对于树脂的工业运用具有重要的指导意 以上理论推导出的模型以及拟合公式，本文作者 以 义。目前对于固定床穿透曲线模型的研究不少，主要 D850 树脂在固定床内吸附 Cu( Ⅱ)离子的过程为例， 分为液固分离[12− 13]与气固分离[14− 15]两种体系。液固分