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高浓度钨酸钠溶液离子交换的动力学

作　者: 胡宇杰
导　师: 孙培梅；赵中伟
学　校: 中南大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 离子交换动力学间歇反应双驱动力模型表观活化能粒扩散
分类号: TF841.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文采用间歇反应器法对201×7（Cl^-型）强碱性阴离子交换树脂与高浓度（>100g/LWO₃）钨酸钠溶液的离子交换反应动力学进行了研究。测定了不同条件下离子交换反应的等温吸附曲线,考察了搅拌速度、溶液浓度、反应温度及树脂粒径对交换反应速率的影响,并用双驱动力模型描述了交换反应过程的动力学。实验研究结果表明,在实验条件范围内,溶液中WO₄^2-浓度和反应过程中搅拌速度对交换速率影响不大。交换反应速率随着反应温度的升高及树脂粒径R的减小而增大,且交换反应速率与树脂粒径R的二次方成反比。高浓度条件下,201×7（Cl^-型）强碱性阴离子交换树脂与WO₄^2-的离子交换过程受颗粒扩散控制,交换反应的表观活化能随WO₄^2-浓度的增加而下降。研究了高浓度WO₄^2-条件下,交换溶液中Cl^-浓度对离子交换反应的影响。结果表明,在维持溶液中离子总的当量浓度不变的条件下,离子交换反应的动力学规律不会发生改变,反应仍然是受粒扩散控制,氯离子浓度对交换反应表观活化能的影响不大。在交换反应过程中,树脂对WO₄^2-的工作交换容量及对WO₄^2-的吸附速率会随着Cl^-浓度的增加而下降。

全文目录

前言  7-8
第一章文献评述  8-20
  1．1 离子交换技术的基本原理、应用及发展  8-9
  1．2 钨冶炼离子交换工艺的现状  9-13
    1．2．1 钨冶炼离子交换工艺的一般原理  9-11
    1．2．2 钨冶炼离子交换工艺的特点及面临的问题  11-13
  1．3 离子交换动力学研究进展  13-20
第二章离子交换平衡及动力学的基本理论  20-29
  2．1 离子交换平衡  20-21
  2．2 离子交换动力学  21-29
    2．2．1 离子交换过程的机理  21-23
    2．2．2 离子交换反应控制机理的判断  23-28
    2．2．3 交换反应表观活化能△E_表的计算  28
    2．2．4 粒径与交换速率的关系  28-29
第三章实验方法  29-34
  3．1 实验方法的选择  29-30
    3．1．1 浅层床(Shallow bed)法  29
    3．1．2 有限浴法  29
    3．1．3 间歇反应器(Batch reactor)法  29-30
    3．1．4 单颗粒测定法  30
  3．2 实验原料  30
  3．3 实验装置  30-31
  3．4 实验条件的确定  31
  3．5 实验步骤  31
  3．6 分析原理及方法  31-34
    3．6．1 分析试剂  32
    3．6．2 分析步骤  32-33
    3．6．3 实验结果与分析  33-34
第四章实验结果分析与讨论  34-64
  4．1 高浓度钨酸钠溶液离子交换的动力学  34-55
    4．1．1 离子交换反应等温吸附曲线的测定  34
    4．1．2 搅拌速度对反应速率的影响  34-37
    4．1．3 动力学模型的拟合  37-49
    4．1．4 浓度对交换速率的影响  49-50
    4．1．5 温度的影响及表观活化能的计算  50-53
    4．1．6 树脂粒径R的影响  53-55
    4．1．7 小结  55
  4．2 氯离子对高浓度钨酸钠溶液离子交换过程的影响  55-64
    4．2．1 等温吸附曲线及工作交换容量的测定  56-58
    4．2．2 氯离子浓度对工作交换容量的影响  58-59
    4．2．3 氯离子浓度对交换反应动力学的影响  59
    4．2．4 加氯离子后，温度的影响及表观活化能的变化  59-63
    4．2．5 小结  63-64
第五章结论  64-65
参考文献  65-68
2002年9月～2005年3月攻读硕士期间发表的文章  68-69
致谢  69

高浓度钨酸钠溶液离子交换的动力学

内容摘要

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