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1、河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文海水中鎂的脫除研究姓名:馬廣超申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:謝英惠20100501河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文海水中鎂的脫除研究摘要當(dāng)今人類社會正面臨著陸地資源日趨枯竭的局面,為了走出所面臨的困境,從海水中提取所需的資源,便是當(dāng)今社會研究的熱點(diǎn)。但是在海水提取鉀、鋰、鈾等離子過程中,鎂離子作為競爭性陽離子,對其工藝產(chǎn)生了極大的反面影響,所以海水中鎂的脫除對于從海水中獲取自然資源有重要意義。本研究對離子交換樹脂法脫除海水中鎂離子的過程的相關(guān)基礎(chǔ)問題進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究,以
2、其為進(jìn)一步的研究提供參考。分別把樹脂D113、001×7、D401、D418、D061通過NaOH、NH4Cl、CaCl2-Ca(OH)2改型,研究樹脂對海水中的鎂離子的交換效果。通過篩選實(shí)驗(yàn),從五種離子交換樹脂D113、001×7、D401、D418、D061中篩選出大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂D113。并用氯化鎂純?nèi)芤嚎疾炝藰渲瑢︽V離子的靜態(tài)交換總量,100gD113樹脂能交換319.21mmol鎂離子。在靜態(tài)交換實(shí)驗(yàn)時,考察了交換時間、樹脂用量、溫度、PH值等因素對靜態(tài)交換的影響。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果
3、表明:隨交換時間的增加,鎂離子的交換容量也逐漸增加,當(dāng)時間達(dá)到120min后,交換達(dá)到平衡(交換溫度25℃);樹脂的鎂交換容量隨溫度增加先增加后減少,即最佳溫度為40℃左右,高PH值有利于交換交換的進(jìn)行。分別用Langmuir和Freundlich等溫式描述樹脂交換鎂離子的行為,結(jié)果表明Langmuir模型更能準(zhǔn)確地反映該交換過程。交換過程的熱力學(xué)表明:鎂離子在D113樹脂上的交換過θθθ程是自發(fā)(ΔG<0)、吸熱(ΔH>0)、熵變?yōu)檎担é>0)的過程。用一級反應(yīng)方程和二級反應(yīng)方程分別進(jìn)行擬合動力
4、學(xué)交換曲線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果表明該交換過程符合二級交換動力學(xué)過程。分別用不同濃度鹽酸對使用過后的樹脂洗脫和氫氧化鈉溶液再生,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明濃度為4.0-5.0%時能有效洗脫和樹脂再生。關(guān)鍵詞:D113樹脂;鎂離子;交換;熱力學(xué);動力學(xué)i海水中鎂的脫除研究STUDYONREMOVALOFMAGNESIUMINSEAWATERABSTRACTTodayhumansocietyisfacingtheincreasingdepletionoflandresourcesofthesituation.Inordert
5、ogetoutthedifficultiesfacedbythewaterextractedfromseawaterresourcesrequired,istoday'shotsocialstudies.Butintheseawaterextractionofpotassium,lithium,uraniumprocess,themagnesiumionasacompetitivecation,hadatremendousnegativeimpacttothetechnology,sotheremov
6、alofmagnesiumfromtheseawaterareofparticularimportancetoaccesstonaturalresources.Inthisstudy,ionexchangeremovalofmagnesiumionsinseawaterbasedontheprocessissuesrelatedtoamoredetailedstudy,withitsreferenceforfurtherresearch.TheresinD113,001×7,D401,D418,D06
7、1byNaOH,NH4Cl,andHClmodifiedtostudytheresinofmagnesiumionsinseawaterexchangeeffects.Throughscreeningexperiments,acrylicmacroporousweakacidcationexchangeresinD113selectedfromfivekindsofionexchangeresinD113,001×7,D401,D418,D061.Thestaticresinexchangevolum
8、eformagnesiumionwasinvestigatedwithpureMagnesiumchloridesolution;100gD113resincanexchange319.21mmolmagnesium.Inthestaticexchangeexperiments,theexchangeoftime,temperature,PHvalueontheeffectofthestaticexchangewereinvestigated.There