串级萃取理论Ⅷ——两组分串级萃取体系回流过程的研究

本文提出了恒定混合萃取比体系串级萃取分离的回流启动模式。对全回流和单回流启动方式的动态过程作了定量的模拟计算。对分离系数小、产品纯度要求高、原料中组成比相差大的串级萃取体系,采用回流启动可以有效地缩短体系达到稳态的时间,并可基本上避免在常规启动中所产生的不合格产品。本理论已在稀土分离工业实践中得到了验证和应用。     

多组份稀土体系串级萃取分离理论(Ⅰ)多组份稀土体系串级萃取分离的静态平衡出口级组成的计算

对多组份稀土体系串级萃取分离的静态平衡出口级组成计算进行了研究, 并给出了多组份稀土体系串级萃取分离的静态平衡出口级组成的计算公式, 利用本文给出的计算公式可以比较精确, 比较方便地计算出多组份稀土体系分离时出口级中各组份数的组成.     

串级萃取理论之联动萃取分离工艺设计:Ⅰ、串级萃取分离过程的邻级杂质比

具有显著流程优化优势的联动萃取分离技术已成为中国稀土分离企业的主流技术,其工艺参数设计理论研究对促进技术进步具有十分重要的指导意义。近年来作者发展了串级萃取理论,给出了联动萃取流程最小萃取量和最小洗涤量理论下限的计算方法,解决了联动萃取分离流程优化过程中的基础理论问题。相关工作拟连载发表。首先引入邻级杂质比的概念,推导得到了邻级杂质比公式,分析了邻级杂质比的工艺意义,为后续联动萃取分离单元最小萃取量和最小洗涤量等公式的推导奠定基础。     

串级萃取理论的发展历程及最新进展

20世纪70年代,徐光宪教授创建了串级萃取理论,建立了稀土串级萃取工艺的最优化参数计算方法。结合计算机技术,又建立了串级萃取工艺的静态参数设计和动态仿真计算技术,实现了工艺设计参数到工业规模生产应用的一步放大。近40年来,串级萃取理论及其计算方法始终引领和支撑着中国稀土分离技术的持续发展,同时,萃取工艺技术和装备的进步也不断地促进了该理论的丰富与完善。理论的适用范围由早期的恒定混合萃取比体系发展到非恒定混合萃取比体系,分离流程由两出口发展到三出口、多出口体系,并进一步发展为多入口、多出口的联动萃取工艺;串级萃取工艺的最优化参数计算方法也由两组份体系拓展至多组分分离体系,从单一工艺优化拓展到稀土全分离流程的整体优化。本文简要综述了串级萃取理论发展中的重要工作与应用情况,深入介绍了联动萃取工艺计算及流程优化等方面的最新进展及应用前景。     

任意组分两出口体系串级萃取静态优化设计研究

提出了任意组分体系溶剂萃取串级分离工艺的精确算法。并推导了溶剂萃取串级分离萃取平衡和物料平衡关系,给出了两端出口组分组成的最简通用计算公式,解决了静态算法设计的关键问题。利用萃取平衡和物料平衡关系进行静态递推,实现了任意组分体系静态精确设计。这一方法可以解决目前任意组分体系两出口串级分离的理论优化设计问题。     

多组份多出口稀土串级萃取静态优化设计研究(Ⅱ)静态程序设计及动态仿真验证

基于多组分多出口稀土串级萃取优化参数的静态设计算法, 设计了相应的计算程序, 采用该程序针对某稀土分离实例进行了静态参数计算, 并对最优化工艺参数进行了动态仿真验证. 结果表明, 采用该静态设计算法的软件在参数计算中运行快速、结果准确, 完全可满足萃取分离工艺的参数设计要求.     

稀土串级萃取分离过程的数学模型和计算机仿真

比较了模拟"分液漏斗法"串级萃取实验的仿真实验、模拟混合澄清器串级萃取过程的仿真实验和工业上混合澄清器串级萃取稀土分组过程中阶跃扰动实验这三个实验的结果. 表明, 后两个实验的结果比较接近.     

改进的分馏萃取串级模型

本文应用萃取机理简化了文献[1]中的串级模型,同时对计算方法也作了改进。据此编写了相应的FORTRAN计算程序。对HEH(EHP)-煤油-HNO₃-(Sm-Gd)(NO₃)₃体系进行的模拟计算及改变工艺参数的计算表明,该模型可能用于计算机辅助萃取分离实验及工艺设计。     

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。     

串级萃取量优化理论和精确计算优化萃取比新方程

稀土;串级萃取量优化理论和精确计算优化萃取比新方程     

用三组份同时分离法氨化萃取分离Gd—Tb—Dy

用普通分馏萃取工艺分离物质一次只能分离两个组份,若连续分离多种物质,则需很长工艺流程.文献[1]报导了用N_(26?)萃取分离La-Pr-Nd的三出口串级实验结果.本文报导用氨化HEH(EHP)同时萃取分离Gd-Tb-Dy的串级试验结果.     

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。     

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:IV、分离单元间的最优化衔接

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的优化和分离单元间的联动衔接优化两个方面。本系列文章之Ⅱ和Ⅲ已推导得到了无联动、出口联动和进料级联动(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,解决了分离单元自身的优化问题。本文给出了分离单元间横向衔接和纵向衔接对流程整体最小萃取量和最小洗涤量影响的定量计算方法,进而提出了分离单元间的优化衔接原则,同时还推导得到了优化条件下相关物料流量和各组分分流量的计算方法。     

含不同价态的多组份体系萃取平衡算法研究

基于萃取平衡计算的计算机模拟是研究稀土分离工艺的重要手段,在实践中获得了成功应用。在实际稀土萃取分离过程中,除三价稀土离子外还存在着不同价态的其他离子,如Na+,Ca2+,Mg2+,Eu2+,Fe3+,Al3+,Ce4+,Th4+等。研究不同价态离子共存条件下的萃取平衡计算方法,对于研究实际萃取分离体系中非稀土元素及变价稀土元素的行为具有重要意义。本文从酸性萃取剂体系中n价阳离子的萃取平衡关系出发,推导出萃取平衡计算的多元方程组,并将其简化为一元方程后给出了抛物线逼近的数值求解方法。通过对数据实例的计算表明,算法收敛快速稳定,适用于含不同价态多组份体系的萃取平衡计算。     

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。     

双波长分光光度法研究Ⅱ——计算机选择三组份体系的测定波长对

双波长分光光度法测定三组份体系的原理及方法,前人已有论述。主体分析对象是有机物,工作波长对的确定方法是作图法。欲确定测a组份的波长对时,要求b、c两组份的吸收曲线有二个交点,交点所对应的波长即为工作波长对;测b、c时类推。但随着b、c组份的浓度变化,交点的位置也随着变化,产生一系列的波长对;也可能在某段浓度内变化,出现只有一个交点或没有交点的情况。这样,必然会引出两个问题:1.为了找到一对合适的     

三组份非水体系的溶致液晶的研究

在非水三元体系(卵磷脂,乙二醇,甲醇)中能得到溶致液晶,其中溶剂必须经过严格的脱水处理,本文使用偏振光显微镜确定溶致液晶的相图,获得一些典型照片,用低角度X射线衍射仪测定其几何参数,结果表明所得液晶为层状液晶,并对在该体系中,由于甲醇浓度的改变而引起了卵磷脂分子的平均截面积、液晶层间距和其渗透率变化规律作了理论探讨和分析。     

Bu—NaOH萃取—反萃取体系测定水中的微量酚

用紫外四阶导数光谱直接测定水中的微量酚,曾有过报道,作者也研究了用四阶导数光谱法同时测定污水中酚类和芳胺,但方法的灵敏度都不太理想。本文是用醋酸丁酯萃取,5％NaOH反萃取,可测定酚0.03～11mg·L~(-1),并消除了许多物质的干扰。 1 试验部分 1.1 主要试剂与仪器 酚标准储备液及使用液:参照文献[3]配制 日立UV-557型双光束双波长分光光度计 pHS-3型酸度计 1.2 试验方法 定量移取适量水样,用HCl(1+1)调pH为2.0,移入250ml量瓶中稀释至刻度,然后移入500ml分液漏斗中。分别加入醋酸丁酯10ml萃取两次,合并有机相。有机相分别用NaOH溶液(5％)4ml、3ml反萃取两次,水相收集在10ml比色管中,用HCl(1+1)调pH为2.5+0.5。用紫外导数分光光度计在300～200nm     

硝酸铀酰—硝酸—磷酸三丁酯体系的反萃取动力学研究

本文采用恒界面池法和上升单液滴法研究了UO_2(NO_3)_2/HNO_3/TBP-环己烷体系的反萃取动力学。得出扩散控制下的反萃速率方程为R=k_1[U]_(O)[TBP]_(O)~(-1.17)[HNO_3]~(-1.70;在恒定硝酸浓度下化学反应控制的反萃速率方程为R=k_2[U]_(O)[TBP]_(O)~0,并对二种速控类型下的反萃机制进行了讨论。