[发明专利]混合载体双相薄板式组合液膜迁移装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于分离迁移稀土元素技术领域，涉及一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的装置，本发明还涉及一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的方法。

背景技术

在稀土矿的开发和有关稀土分离过程中，往往会排放出大量的稀土废水，严重地污染水源，危害人民的身体健康。 因此，开展应用液膜技术处理稀土废水的研究具有重要的实际意义，一方面能保护环境，另一方面又能回收废水中的稀土金属。稀土金属在我们生产生活中的应用也越来越广泛，对稀土金属进行分离和回收变得更为必要。稀土金属在很多工业领域有重要的作用，如：荧光粉、发光材料、原子能工业和激光系统等等。提取稀土金属的液膜体系组成为：一般有机溶剂采用煤油或磺化煤油，载体采用LA，PC-88A、D2EHPA等，内相采用盐酸、硝酸等。对稀土浸出母液可根据需要进行分组、提纯、分离等操作。

在过去的近40年里，液膜传质速率高与选择性好等特点，使得它成为分离与浓缩的有效手段，从而很快在化工、医药、食品加工、气体分离、生物工程、环境保护等领域得到广泛应用。支撑液膜（SLM）体系的操作简单，不需引入昂贵的表面活性剂，但由于膜溶液（有机溶剂，萃取剂及改性剂）溶于水相而引起的膜稳定性下降和高传输通量的矛盾至今仍未很好解决。

针对SLM存在的问题，近年来国内外有人转而探索新的液膜构型，希望在保持液膜分离特点的同时，克服支撑液膜不稳定等缺点，因而提出了“组合液膜”和“组合技术”的概念，它将固体膜或各种化学过程和液膜组合在一起，能有效地克服支撑液膜的载体从膜相泄漏的缺陷，延长膜的寿命。本发明将“反萃分散技术”和支撑液膜组合，提出用混合载体双相薄板式组合液膜的方法了迁移稀土金属。

发明内容

本发明目的在于提供一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的装置，针对传统支撑液膜技术的不足，采用简单易行、高效、成本低及不污染环境的混合载体双相薄板式组合液膜，来取代传统支撑液膜及现有的稀土金属迁移方法。

本发明目的在于提供一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的方法，依赖前述的装置，顺利完成稀土金属的迁移，实现回收利用目的。

本发明采用的技术方案是，一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的装置，包括三个有机玻璃容器池，即料液池、解析池、迁移池，迁移池从中间通过聚偏氟乙烯膜隔开分为组合料液相池和组合解析相池，料液池与组合料液相池之间通过泵一输入组合料液相，通过橡皮管构成循环回路；解析池和组合解析相池之间通过泵二输入组合解析相，通过另外的橡皮管构成循环回路。

本发明采用的另一技术方案是，一种混合载体双相薄板式组合液膜迁移稀土金属的方法，该方法使用一种装置，该装置结构是，包括三个有机玻璃容器池，即料液池、解析池、迁移池，迁移池从中间通过聚偏氟乙烯膜隔开分为组合料液相池和组合解析相池，料液池与组合料液相池之间通过泵一输入组合料液相，通过橡皮管构成循环回路；解析池和组合解析相池之间通过泵二输入组合解析相，通过另外的橡皮管构成循环回路，

本发明的迁移方法是，利用上述装置，按照以下步骤实施：

步骤1、选取纯度为95%以上的煤油作为膜溶剂，选取纯度为95%以上的D2EHPA和PC-88A按40-60：60-40的体积比混合得到混合载体，再将混合载体与煤油按3-10：97-90的体积比进行混合，得到膜溶液；

步骤2、选取2-5mol/L的盐酸或硝酸为解析相；

步骤3、将醋酸与醋酸钠按照20-80：80-20的体积比进行混合，得到缓冲溶液，再将缓冲溶液与浓度为1×10^-3-3×10^-3mol/L的待迁移的稀土金属盐溶液按照90-70：10-30的体积比进行混合，得到料液相，再将料液相与膜溶液按90-80：10-20的体积比混合得到组合料液相；

步骤4、将解析相和膜溶液按照40-60：60-40的体积比进行混合，得到组合解析相；

步骤5、将组合料液相和组合解析相分别倒入料液池和解析池中，组合料液相池和组合解析相池中间由经过膜溶液4.5-5.5小时浸泡的聚偏氟乙烯膜隔开；料液池和解析池中的液体分别经过泵一泵二，并以2-4L/min的流速，分别进入组合料液相池和组合解析相池；

步骤6、稀土金属迁移过程中，每隔20-30分钟停止系统运行，从料液池和解析池中取样测定，直到稀土金属迁移率达到90%以上时，将组合料液相和组合解析相转入分液漏斗中分层，下层无色水溶液即为被迁移的稀土金属离子液。