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材料导报B:研究篇
2013年12月(下)第27卷第12期
001×7阳离子交换树脂吸附氟硅酸钠母液中的钠离子
任新林,龙萍,吴鉴,陈秀敏,杨斌
(昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,昆明650093)
摘要研究了001×7旧离子交换树脂吸附氟硅酸納母液中钠离子的过程。结果表明001×7阳离子交换树
脂对氟硅酸钠母液中钠离子的吸附效果很好。刚得吸附热力学参数△H=1.60kJ?mol',△S=15.98J?mol1?
K1,△G9s=-3.13kJ?moll。动力学研究表明吸附过程主要受颗粒扩散控制,等温吸附遵循 Freundlich和Iang
muir吸附等温曲线,理论静态饱和吸附量Q=20.41rg?mL。
关键词001×7阳离子交换树脂钠离子氟硅酸钠母液吸附机理离子交换
中图分类号:TQ442.
文献标识码:A
Adsorption Process of 001 X7 Cation Exchange Resins for Sodium Ions in
Sodium Fluorosilicate Mother Liquor
REN Xinlin, LONG Ping, WU Jian, CHEN Xiumin, YANG Bin
National Engincering Laboratory for Vacuum Metallurgy. Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093)
Abstract The adsorption process of 001X7 cation exchange resins for sodium ions in the sodium fluorosilicate
mother liquor was investigated. Experimental results indicate that the adsorption of this resin for sodium ion in the
mother liquor has considerable effectiveness. Thermodynamic parameters were obtained as follow: H=1.60 KJ
mol,△S=15.98J?moll?K1、△C2s=-3.13kJ?molr1. Kinetic study shows that adsorption process is main
ly controlled by particle diffusion, sorption behavior obeys the Langmuir and Freundlich isothermal sorption curves
and the theoretical adsorptive capacity is Q20.41 mg.ml I
Key words 001 X7 cation exchange resin, sodium ion, sodium fluorosilicate mother liquor, adsorption mecha
nism, ion exchange
0引言
决了上述两方面的问题。离子交换法具有吸附效果好、交换
率高、树脂可循环利用等优点“。文献[10]提到可用离子
磷肥工业中硫酸钠法生产氟硅酸钠过程中产生大量交换法处理氟硅酸钠母液,但并未进行实验或者理论上的研
的氟硅酸钠母液,其中H2SO)质量分数为4%~5%、Na质究。本研究采用离子交换法对氟硅酸钠母液中的钠离子进
量浓度约为4g/L。很多磷肥企业都是采用石灰中和其中的行吸附平衡实验,就0?×7阳离子交换树脂吸附钠的行为
硫酸,中和沉降后的水再用于磷石西排渣。但这种方法使进行了理论性研究,获取了一系列热力学、动力学的重要参
得渣场内水量增大,系统水量平衡困难,而且磷石膏渣坝存数,作出了等温吸附曲线,旨在为离子交换法吸附氟硅酸钠
在安全隐患,既造成资源的浪费又带来了二次污染,因此母液中钠离子的理论研究及实际应用提供一定参考?
有必要寻求新的处理方法。
1实验
理论上氟硅酸钠母液可以返回磷酸装置,以回收利用其
中的硫酸“]。但是,由于钠离子会在磷酸装置中与氟硅酸1主要仪器及试剂
电热恒温水浴锅(HWS26型),上海一恒科技有限公司;
形成溶解度低的策硅酸钠结晶,从而导致设备和管道堵塞。
001×7阳离子交换树脂,国药集团化学试剂有限公司;氟硅
为了充分合理地利用Na"、SO.2,减少用水量,只有分别将酸钠母液,组成为pH=0.40,Na质量浓度4.1g/L,K质
Na、SO2分离,Na用于生产氟硅酸钠,SO2用于湿法磷量浓度0.011ngmL,SO,2质量浓度41.54mg/mL,F质
酸分解磷矿。因此,本研究尝试以离子交换法〗处理氟硅量浓度8.88mg/mL;火焰原子吸收分光光度计(WFX-320),
酸钠母液。用离子交换树脂吸附钠离子,既可富集回收钠,北京瑞利分析仪器公司,主要用于检测钠离子含量。所用试
又能将去除了钠离子的交换母液返回磷酸装置?收,同时解剂均为分析纯。
关国家自然科学基金青年基金项目(51104078)
师,硕士生导师,主要从事化工、治金方面的研究 E-mail:246304732149conつn
任新林:男、1987年生,硕士生,研究方向为治金工程 E-mail:429778817@qq.
龙萍:通讯作者,女,1963年生,正高级工程