串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计: V、流程设计实例

联动萃取工艺因其显著的降耗减排优势,已逐渐发展成为中国稀土分离行业中的基本技术。联动萃取分离流程中的所有分离单元均通过横向或纵向衔接方式与其他分离单元联动运行,流程的优化设计包括分离单元自身的优化和分离单元间联动衔接的优化两个方面。本系列的前4篇文章已经推导得到了联动萃取流程中不同类型分离单元的优化以及分离单元间联动衔接优化的理论计算公式,以一个La/Ce/Pr/Nd四组分分离为例,介绍如何使用前文推导结果设计得到一个具有理论最小萃取量和最小洗涤量的全分离流程。     

串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:Ⅵ、理论的应用拓展

本系列文章的前五篇推导得到了用于多组分联动萃取分离流程设计的基础理论,并通过一个四组分分离流程实例介绍了该设计理论的实际应用。本文是本系列文章的最后一篇,将探讨该理论的拓展应用。所有非联动萃取多组分分离流程都可以通过适当等效变换,转换为由联动萃取流程中基本分离单元组合得到的等效流程,本文通过任意切割比例的三组分两出口分离、三组分三出口分离以及三组分联动萃取全分离等效流程等不同工艺形式实例,介绍如何通过流程的等效变换,应用本系列文章中的理论公式解决稀土工业实践中不同类型工艺流程的参数计算问题。     

串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:Ⅲ、进料级联动分离单元基本关系式

与传统流程中彼此独立的分离单元不同,联动萃取分离流程要求每一分离单元均通过横向或纵向衔接方式与其他分离单元联动运行。本系列文章之II已推导得到了无联动及出口联动(A_tA_(t-1)…A_2)/(A_(t-1)A_(t-2)…A_1)分离单元优化的基本关系式。当联动萃取流程中两个分离单元纵向衔接时,高层级分离单元提供水相/有机相料液给低层级分离单元,同时自低层级分离单元引出一个有机相/水相返回高层级分离单元作为萃取有机相/洗涤液使用,此时低层级分离单元的联动衔接位置在进料级,故可称为进料级联动。将基于对进料级联动(A_tA_(t-1)…A_2)/(A_(t-1)A_(t-2)…A_1)分离单元的萃取平衡和物料平衡分析,分别推导其料液为水相和有机相时的优化基本关系式。     

风化壳淋积型稀土矿多级逆流浸取实验研究

风化壳淋积型稀土矿的开采主要通过浸矿剂离子与吸附在黏土矿物表面的稀土离子发生离子交换浸出反应实现。以(NH₄)₂SO₄为浸矿剂,采用多级逆流浸取的方式研究了风化壳淋积型稀土矿的浸矿过程,通过在逐级浸取过程中浸出液组分的变化分析了矿土中稀土离子(RE³⁺)和主要杂质铝离子(Al³⁺)的浸出行为,并基于浸矿剂的消耗规律探讨了浸矿剂离子与RE³⁺和Al³⁺的离子交换反应机制以及原矿土的净吸附量。结果表明,在浸矿液逐级浸取新鲜矿土的过程中,浸出液中的RE³⁺和Al³⁺浓度逐渐增加,铵根离子(NH₄⁺)逐渐消耗,交换进入浸出液中的RE³⁺和Al³⁺逐级减少;同时,浸出液中的硫酸根离子(SO₄^2-)逐级损耗,说明新鲜矿土除因发生离子交换反应消耗NH₄<...     

铟(Ⅲ)-芦丁极谱络合吸附波的研究

在pH6.0的乙酸盐缓冲底液中,用单扫极谱法可获得高灵敏度的铟(Ⅲ)-芦丁的络合吸附波,其检测下限达3.0×10~(-10)mol/L。成功地用于纯金属锌中10~(-5)％铟的测定。测得吸附电活性络合物的组成为:In(Ⅲ):芦丁=1∶2,条件稳定常数为1.8×10~(10)。电极反应是吸附络合物中的In(Ⅲ)还原为In(Hg)。测得电极反应的转移系数α=0.51,表面电化学反应的标准速率常数k_s=0.43/s     

Sol-gel法制备La1-xSrxMnO3巨磁电阻薄膜材料

利用sol-gel法在单晶硅Si(100)衬底上,制备了钙钛矿La     

CoFe2-xMnxO4纳米晶薄膜的结构、磁性及磁光效应研究

为了改善磁光材料CoFe2O4的磁学特性,本研究利用改进的溶胶-凝胶法在单晶硅衬底上制备了不同掺杂量的CoFe2-xMnxO4(x=0～2,0)纳米晶薄膜系列样品。并对其结构、磁性及磁光效应进行了研究。结果表明,Mn^3+的掺入可以有效地控制和降低CoFe2O4的居里温度,并可显著地增强薄膜的磁光效应。     

串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:Ⅱ、出口联动分离单元基本关系式

与传统流程中彼此独立的分离单元不同,联动萃取分离流程要求每一分离单元均通过横向或纵向衔接方式与其他分离单元联动运行。当两个分离单元横向衔接时,联动位置位于水相或有机相出口,彼此提供含有待分离组分的有机相或水相作为萃取有机相或洗涤液使用。以前文结论为基础,分别推导得到了无联动和出口联动(A_tA_(t-1)…A_2)/(A_(t-1)A_(t-2)…A_1)分离单元优化的基本关系式,包括水相进料、有机相进料和双相进料方式下中间组分Ai(2≤i≤t-1)最优切割方程、最小萃取量公式、最小洗涤量公式和混合萃取比方程等。     

稀土分离理论及其实践的新进展

自20世纪70年代徐光宪教授提出串级萃取最优化工艺设计理论以来,我国稀土分离科学和技术发展迅速,并已成为国际最大的单一稀土生产、出口和应用国家。本文针对重稀土萃取分离、萃取流程的在线分析和自动控制,以及萃取工艺的降耗和环保等重大关键技术需求,简要综述了近15年来北京大学在串级萃取理论的研究进展及其工业实践。