HS-LIX65N从氯化物介质中萃铜的萃取动力学研究

采用HS-LIX65N为萃取剂(稀释剂为Escaid 100)进行了从氯化物(CuCl_2-NaCl-HCl)介质中萃取铜的动力学研究.实验在一恒界面池(Lewis cell)中进行,本文着重研究了不同的两相组成对铜的萃取传质速率的影响.在判定HS-LIX65N从氯化物介质中萃取铜的控制机制为带有吸附和解吸过程的界面化学反应的基础上,确定了铜的1-2络合物(即CuR_2)的生成为反应控制步骤;而且实验结果表明,在一定的实验条件下,CuCl+是主要的被萃取组分.在理论分析的基础上,建立了如下萃取动力学模型:N_(cu)=[RH]i/a_(H~+)[1.791×10~(-5)(a_(cu~(2+))+1.882×10~(-4)(a_(CuCl~+)]用此模型计算所得结果与实验结果的平均偏差为5.29%.     

铜的反萃取动力学研究

本文用NaCl-HCl水相进行了从负载HS-LIX65N有机相中反萃取铜的动力学研究.实验是在与萃取动力学研究所用的同一恒界面池(Lewis cell)内进行的.实验结果表明:铜的反萃速率几乎与两相内搅拌器的转速无关,但却正比于两相间的界面积,再加上测得的高活化能值,表明了铜的反萃过程具有明显的界面化学反应控制的特征.根据实验结果建立了经验数学模型,又按照带有吸附和解吸过程的界面化学反应控制机理和水膜内化学反应控制机理分析了这一反萃动力学的过程机制.数据处理表明:此过程具有“真正的界面化学反应”(即带有吸附和解吸过程的界面化学反应)控制的特征.其数学模型为:N_(Ca)=5.7×10~(-8)[(?)_2]_b~(0.884)[H~+]_b~(0.758)[Cl~-]_b~(0.906)式中浓度单位为mol/l,计算值与实验值的平均相对偏差为0.5%.应予指出:不能完全排除水相侧扩散膜内的界面化学反应对铜的反萃传质的贡献.     

用固定膜萃取装置进行CYANEX 272萃取钼(Ⅵ)的机理研究

本论文用悬滴法测定了 CYANEX 272-正庚烷溶液在水相、有机相界面的张力、并根据 langmuir 吸附等温式和 Gibbs 吸附式进行理论解析,探明了 CYANEX272具有界面活性,在界面上发生吸附的作用,并且被吸附的 CYANEX 272单体在界面上发生酸解离。使用多孔质中空丝固定膜萃取进行了 CYANEX 272萃取钼(Ⅵ)的动力学研究,测定了萃取速度,并进行了理论解析,探明了 CYANEX 272萃取钼(Ⅵ)的动力学过程可以用扩散-界面反应模型进行说明。     

反胶团萃取磷酸溶液中镁的动力学

采用恒界面池研究了二壬基萘磺酸(DNNSA)-煤油-磷酸体系萃取镁离子的动力学.考察了搅拌转速和传质界面积对萃取速率的影响,实验结果表明:磷酸中镁离子的萃取速率在200 r·min~(-1)时出现与搅拌强度无关的化学反应动力学"坪区",此时萃取速率正比于两相接触面积,说明萃取过程为界面化学反应控制过程.在动力学"坪区",镁离子萃取速率正比于萃取剂浓度和水相镁离子浓度,随着温度升高萃取速率增加;萃取反应活化能为70.01 kJ·mol~(-1),并得到了DNNSA萃取磷酸中镁离子的萃取动力学方程.     

离子液体萃取硝酸中Ce(Ⅳ)的动力学研究

通过恒界面池法研究离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(C₄mimNTf₂)萃取硝酸溶液中四价铈的动力学,并结合分子动力学模拟分析C₄mimNTf₂在萃取相界面附近的分布及结构特征。萃取动力学实验通过考察搅拌速率、相界面面积、温度以及两相不同组分浓度对Ce(Ⅳ)萃取速率的影响,表明萃取过程为水相扩散-界面反应控制模式,且磷酸三丁酯(TBP)和C₄mimNTf₂间存在动力学的反协同萃取效应。分子动力学模拟分析不同组分在两相中的分布规律,结果验证了C₄mimNT₂在相界面处存在明显吸附现象。研究表明界面过程对离子液体萃取体系的动力学行为有重要影响,可以为离子液体萃取体系的萃取过程和机理的研究提供一定参考。     

酶膜反应──萃取器的传质过程

基于将反应过程和分离过程同步强化和优化,研究了用酶膜反应──萃取器分离α──和β──萘基硫酸钾异构体的传质过程,以浓度和收率为评价指标对酶膜反应──萃取器的性能及其影响因素进行了实验研究和理论分析,模型计算值与实验值吻合较好．     

丁酸乙酯从盐湖卤水中萃取锂的动力学研究

采用恒界面池法研究丁酸乙酯从盐湖卤水中萃取锂的动力学过程,考察界面面积、丁酸乙酯浓度、水相锂浓度和温度等因素对萃取速率的影响.实验结果表明:丁酸乙酯萃取锂的反应主要发生在界面区域.增加丁酸乙酯浓度可增大正向反应动力,提高萃取速率.萃取速率随温度的升高而增大,萃取反应的表观活化能为16.72 kJ/mol,该萃取反应过程...     

三烷基胺萃取丙酸的动力学特性

为研究胺类萃取剂萃取有机酸的动力学行为 ,以丙酸稀溶液为分离溶质 ,三烷基胺 ( 730 1)为萃取剂 ,正辛醇和煤油的混合物为稀释剂 ,采用恒界面池法考察了萃取剂和溶质浓度、搅拌速率、两相接触面积、温度等操作参数对丙酸萃取动力学的影响。结果表明 :730 1萃取丙酸为准一级反应萃取过程 ;且萃取发生在相界面 ,即界面反应萃取机制 ;表观活化能为 2 8.5kJ/mol,萃取速率受温度的影响不显著 ;经计算 ,在一般的萃取塔操作条件下 ,该体系的萃取过程为反应和传质过程的混合控制。     

用阳离子交换树脂催化酯化合成乙酸异丙酯动力学研究

在间歇反应釜中,采用强酸型阳离子交换树脂(Amberlyst 15-Wet)作催化剂,在液-固两相体系中对乙酸异丙酯合成反应过程进行了研究,系统地考察了搅拌速度、催化剂粒径、温度、催化剂浓度、酸醇比对酯化反应速率的影响。同时通过拟均相动力学模型对反应过程进行了模拟,计算得到了相关的动力学参数。计算结果与与实验值吻合良好,能较好地描述乙酸和异丙醇合成乙酸异丙酯的酯化反应过程。     

β-萘酚稀溶液萃取动力学研究

选用磷酸三丁酯 甲苯混合溶剂对β 萘酚稀溶液进行萃取动力学研究,考察了搅拌强度、二相界面积、水相β 萘酚质量浓度、水相pH值、有机相内萃取剂体积分数和温度对萃取速率的影响。实验结果表明,磷酸三丁酯萃取β 萘酚的动力学模式为化学反应控制模式,且为水相内反应控制类型。根据实验结果建立了磷酸三丁酯萃取β 萘酚的动力学模型。     

MODELING OF COPPER ION REMOVAL FROM AQUEOUS SOLUTIONS USING MODIFIED SILICA BEADS

Silica beads, containing 2-hydroxy-5-nonylacetophenoneoximc (LIX84) were prepared in order to examine the removal of copper ions from aqueous waste solutions. The process for copper ion removal using the modified silica beads was mathematically modeled using both a non-equilibrium model and an equilibrium model. The external mass transfer coefficient and effective diffusivity inside the bead pore were estimated by matching the experimental data and predicted values from the model, and the results were compared. The results of the two models were similar and in good agreement because of the relatively faster reaction rate than mass transfer rate. Sensitivity analyses showed that the external mass transfer has more influence on the copper ion removal system because of hydrophobic effects.     

MODELING OF COPPER ION REMOVAL FROM AQUEOUS SOLUTIONS USING MODIFIED SILICA BEADS

Silica beads, containing 2-hydroxy-5-nonylacetophenoneoximc (LIX84) were prepared in order to examine the removal of copper ions from aqueous waste solutions. The process for copper ion removal using the modified silica beads was mathematically modeled using both a non-equilibrium model and an equilibrium model. The external mass transfer coefficient and effective diffusivity inside the bead pore were estimated by matching the experimental data and predicted values from the model, and the results were compared. The results of the two models were similar and in good agreement because of the relatively faster reaction rate than mass transfer rate. Sensitivity analyses showed that the external mass transfer has more influence on the copper ion removal system because of hydrophobic effects.     

氧气酸浸法处理硫化铜矿制取海绵铜

采用氧气湿法酸浸技术对内蒙霍格旗低品位难选硫化铜矿进行了浸铜试验,以纯氧作氧化剂,氯离子为催化剂,在密闭条件下,硫酸浸出Cu^2＋,经铁屑还原制备出海绵铜。考察了矿石粒度、酸用量、固液比、温度、三氯化用铁量对铜浸出率的影响,确定了最佳浸出工艺条件,在最佳浸出工艺条件下,铜的浸出率达到98％;浸出液除杂后,采用还原铁粉置换,考察了置换时间、pH、温度和还原铁粉用量对铜单质生成的影响,在最佳置换工艺条件下,制备出的海绵铜含量为80．1％。工艺采用闭路循环,可充分利用资源,反应时间缩短,反应温度降低,且克服了火法炼铜中二氧化硫对环境的污染,为硫化铜矿的湿法冶炼开辟了一条新途径。     

CO在成型催化剂上脱除NOx的反应动力学模型

采用实验和模拟相结合的方法研究了NO_x在固定床反应器中的吸附还原过程。选取商业常用的堇青石和TiO₂为主要的成型催化剂基体材料，以铜铁铈复合型金属氧化物为活性成分，制备了蜂窝成型催化剂，对蜂窝催化剂的吸附性能和脱硝还原活性进行测定。建立了固定床反应器中CO脱除NO_x的反应动力学模型，由于CO法脱硝反应的解耦分解，脱硝反应模型也由吸附模型和还原模型组成。吸附模型由固相和气相的微分质量平衡方程建立，还原模型由一组微分方程组成。通过固定床NO_x吸附曲线和不同温度下NO_x的转化率对模型中的关键参数进行了拟合，得到了CO在成型催化剂上脱除NO_x的反应动力学模型，该模型与实验数据吻合较好。在此基础上，模拟了其他条件下吸附过程的穿透曲线和还原反应的转化率。此模型能较好地揭示CO在蜂窝催化剂上还原NO_x的反应动力学，为CO法成型催化剂脱除NO_x的实验或者工程提供理论指导。     

异戊醇从氯化物-磷酸体系中萃取盐酸的动力学

采用上升液滴法研究异戊醇萃取盐酸的动力学,考察二相接触面积、水相中初始盐酸、磷酸浓度对盐酸萃取速率的影响,以比较磷酸和盐酸的萃取行为。实验结果表明,盐酸的初始正向萃取速率与二相界面积无关,随水相初始盐酸、磷酸浓度的增大而增大,异戊醇萃取盐酸可能属相内反应控制模式。水相中盐酸的存在促进磷酸的萃取,用较高浓度的工业盐酸分解开阳磷矿有利于湿法磷酸的分离和净化。经非线性最小二乘法回归实验数据,得出25℃时异戊醇萃取盐酸的动力学方程,其决定性指标为0.993 9,速率常数的相对标准偏差为7.69%。     

On the interfacial mass transfer and the location of the chemical reaction in a fluid/fluid reacting system at elevated temperatures and pressures

In a two-phase (supercritical fluid–fluid) system, the rate of conversion of a bimolecular reaction A+B→AB reacting in the layer adjacent to the interface and in the bulk phase was determined. The mass transfer associated with the chemical reaction was measured in a stirred and thermostatically controlled cell varying reaction temperature, pressure and stirring speed. As model system, the Diels–Alder reaction between 9-hydroxymethylanthracene and maleic acid was chosen in the solvent pair supercritical propane/water. The cell was developed for high pressures and temperatures. The reaction was monitored in both phases with on line UV-spectroscopy. The experimental results are compared to simulated data obtained by using a film model. An improved theoretical model describing the changes in concentration of the reactants in the two phases is presented.     

Experimental and model-based study of biohydration of acrylonitrile to acrylamide in a microstructured chemical system

Experimental and model-based studies of acrylonitrile biohydration catalyzed by free cells were conducted in this work. The high ratios of the two phases of the reaction system and the effects of inhibition and inactivation on the enzyme make the process complicated; thus, its exact kinetics have never been reported. To fully understand and model the reaction, a microstructured chemical system was employed to investigate droplet dispersion, the mass transfer process, the intrinsic kinetics with inhibition and inactivation, and the preparation process of acrylamide. By adjusting the structure size and flow conditions of the microreactor, acrylonitrile droplets of 40 μm were obtained and enhanced mass transfer was achieved. Compared to previous studies, the microchemical system in our work provides more accurate kinetic parameters, with a much higher maximum reaction rate and much smaller Michaelis constant. The numerical predictions of the process model show good agreement with experimental results.