钨酸钠溶液中的离子交换动力学

离子交换是指水通过离子交换柱时,水中的阳离子和水中的阴离子(HCO-等离子)与交换柱中的阳树脂的H+离子和阴树脂的OH-离子进行交换,从而达到脱盐的目的。离子交换设备实现水质的全自动连续检测,超标自动报警,再生过程全自动完成,零备件采用高强度工程塑料,耐腐蚀,增强了设备的可靠性能,耐用性。离子交换技术最早应用于制备软水和无盐水,药品生产用水多采用此法。在生化制药领域中,离子交换技术也逐渐应用于蛋白质、核酸等物质的分离和提取,从微量到常量的生物活性物质的提取;一些经典的生产工艺也正等待着用离子交换技术去替代或改造。比如钨的湿法冶炼,用离子交换工艺流程短,可同时完成除杂和转型两个任务,并且设备简单,钨回收率高。
 
钨酸钠中离子交换间歇反应器
但离子交换动力学是怎样的呢?本文对采用间歇反应器对201x7(Cl-型)强碱性阴离子交换树脂与高浓度钨酸钠溶液的离子交换反应动力学的实验进行了简单介绍。通过测定不同条件下离子交换反应的等温吸附曲线,考察搅拌速度、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:
1. 在实验条件范围内,溶液中WO42-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。
2. 高浓度条件下,201x7(Cl-型)强碱性阴离子交换树脂与WO42-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WO42-浓度的增加而下降。
3. 高浓度WO42-条件下,交换溶液中CI-浓度对离子交换反应的影响: 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WO42-的工作交换容量及对WO42-的吸附速率会随着Cl-,浓度的增加而下降。
 
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