D201树脂吸附钒(Ⅴ)的行为研究.pdf

第30卷第5期
矿冶工程
Vol 30 N:
2010年10月
MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING
October 2010
D201树脂吸附钒(V)的行为研究
白国华,李建臣,张国范,李光辉
(中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083)
摘要:实验研究了钒(V)在D201树脂上的吸附行为,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明:D20树脂
对钒(V)的吸附为吸热过程,且符合 Freundlich和 Langmuir等温吸附方程;测得吸附热力学参数:AH=3.88kJ/mol,△S=0.082
J/(mol?K),△G=-20.77kJ/ml;吸附动力学研究表明,D201树脂吸附钒(V)的平衡时间为12h;颗粒扩散速率为D201树脂吸
附钒(V)的主要控制步骤;测得不同温度下D201树脂吸附钒(V)的表观速率常数为:kwx=2.34x10-3s-1、kns=2.40x10-3
s、kasw=2.91×10s-;表观吸附活化能为E,=8.43kJ/mol。
关键词:钒(V);D201树脂;吸附;热力学;动力学
中图分类号:0614.51,TF14文献标识码:
文章编号:0253-6099(2010)05-0062-04
Adsorption Behavior of D201 Resin for Vanadium(V)
BAI Guo-hua, LI Jian-chen, ZHANG Guo-fan, LI Guang-hui
(School of Minerals Processing and Bengineering, etal South veit, Chan sh 410083, Hunan, Chin
Abstract The adsorption behavior of vanadium(V )on D201 resin was studied experimentally, and the adsorption
process was analyzed from the aspects of thermodynamics and kinetics. The results showed that the adsorption of D201
resin for vanadium(V )was an endothermic process and the equilibrium adsorption data fit to both Freundlich and Lang-
muir isothermal adsorption equations. The adsorption thermodynamic parameters were that A=3.88 KJ/mol, AS
0.082J/(mol K )and AG=-2077 KJ/mol. Studies of adsorption kinetics showed that the equilibrium time of D201
was 12 h, and the process was controlled by ion diffusion throught particles. The apparent rate constants of D201 resin
adsorpting V measured at different temperature were that kgk=2.34 x 10"",kasx=2.40 and k ss=
2.91 X and the apparent adsorption activation energy was that E,=8.43 KJ/mol
Key words vanadium(V); D201 resin; adsorption; thermodynamics; kinetics
钒是稀有高熔点金属,有良好的物理化学性质和而且这种树脂价格比较便宜。本研究测定了D20l树
催化性熊,在许多领域有广泛的用途。离子交换吸附脂吸附钒(V)的基本参数,讨论了D201树脂吸附钒
是分离和富集钒的一种新技术。离子交换吸附法-21』(V)的物化性能,为其应用于提纯钒(V)的研究提供
的吸附效果好,交换率大,产品纯度高;而且由于高分基础数据。
子效应而具有分离方便、可洗脱再生循环使用等优点
这就大大降低了使用成本,因此是化学工业发展的一1实验
个重要方向3-。离子交换已成为一种有效的,甚至
1.1药剂、设备及仪器
不可替代的分离提纯以及回收金属离子的化工技
实验所用的主要药剂:偏钒酸钠、磷酸、硫酸、盐
术的,值得探索研究。
D201是在大孔结构的苯乙烯二乙烯苯共聚体上
酸、氢氧化钠等,均为分析纯(AR)。
带有季铵基[N(CH3)23OH]的强碱性阴离子交换树
实验所用钒(V)溶液由偏钒酸钠配制而成。
脂,其物理及化学性能稳定,耐渗透应力、耐磨损能力
实验所用的主要仪器设备:电子天平、精密pH
及抗污染能力强,且具有大孔结构,能交换吸附尺寸较计、气浴恒温振荡器、循环水式多用真空泵、集热式磁
大的离子和分子,广泛用于废水处理、重金属回收中,力搅拌器等。
①收稿日期:20100307
作者简介:白国华(1953-),男,陕西榆林人,副教授,高级工程师,主要从事资源综合利用等方面的研究。