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1、 离子膜电渗析分离碱性料液 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 4 27 背景和意义 铝生产过程产生的氧化铝碱性料液的传统处理方法如萃取法 酸碱中和法 蒸发法等对于设备的要求高 效率低 铝的冶炼过程中会产生大量的碱性废水 碱性废水会污染地表水 影响生态平衡 同时也会造成土壤的污染 碱性废水中往往会含有大量碱液和少量金属离子 如果不经过处理就直接排放 造成大量可利用资源的浪费 意义 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展
2、望 5 27 电渗析的定义和作用 搜集整理 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 7 27 国内外研究进展 针对氧化铝生产中生成的赤泥废液 有相关文献报道 进行废碱液的回收 但是对碱性料液的处理 报道较少 国外有相关专利报道 针对铝或铝合金用氢氧化钠进行蚀刻后产生的碱性废液 用电解电渗析方法进行碱和铝等的回收 该法在回收过程中极易产生氢氧化铝等沉淀 会对膜产生污染 同时 该操作过程为间歇不连续的 不利于实际生产 VS 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义
3、 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 9 27 实验方案 设计四种不同的电渗析膜堆 在恒定电流和料液浓度的情况下 考察分离NaOH Na AlOH 4料液的能力 优选出一种膜堆 再考察工作时间对分离能力的影响 在优化后的条件下进行连续性分离操作 共连续回收10次 考察膜在分离过程中的稳定性 最后 先将膜在料液中分别浸泡3天 7天 14天 再进行料液的分离 研究腐蚀时间对膜性能的影响 10 27 1 实验装置 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 实验条件 1 阳膜 FSB膜 阴膜 AM QP 30膜 2 运行时间4h 电流密度350mA cm2 电极液 0 5mo
4、l LNaSO4 500ml 回收液 0 1mol LNaOH 500ml 料液 1 5mol LNaOH 0 8mol LNaAl OH 4 500ml 11 27 膜堆的设计 Model1 Model4 三重复单元 Model3 二重复单元 Model2 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 12 27 实验结果 OH 和Al OH 4 浓度随时间变化曲线图 OH Al OH 4 k随膜堆变化曲线图 分析 1 从Model1到Model4 碱回收量逐渐增大 2 随着重复单元数增加 偏铝酸根离子浓度增加较为明显 1 随着重复单元数增加 OH 的回收率和铝泄漏率都逐渐增加
5、对Model4铝泄漏率过大不利于实际生产 2 k下降较为明显 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 13 27 不同膜堆电压值 时间变化曲线 电流效率 能耗值与膜堆之间关系图 分析 电压下降的原因是回收室离子浓度增加 电导率增加以及膜堆中温度有一定的升高 1 单重复单元的膜堆能耗均较高 2 随着重复单元数增加 能耗下降比较明显 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 优选膜堆为Model4 考虑到铝泄漏率不能够太高 考察运行时间的影响 从Model1到Model4 膜的数量分别为3 4 5 7 因此膜堆的电阻也增加 所以电压曲线逐渐上升 随着时间的增加 O
6、H Al OH 4 和能耗均逐渐增加 其中 Al OH 4 增加较为明显 k和电流效率有所下降 综合考虑 建议运行时间为180分钟 运行时间对膜堆4的影响 14 27 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 15 27 阳膜为FSB和阴膜为AM QP 30膜膜堆为Model4运行次数为10次 每次运行时间均为180分钟电流密度为350mA cm2 Cr OH Cr Al OH 4 随时间变化曲线图 电压值随时间变化曲线图 分析 1 回收室碱的浓度及偏铝酸根离子的浓度变化趋势基本一致 2 电压值比较稳定 随着运行次数的增加仅有微弱的上升 原因可能是膜受到轻微的污染 背景与意义
7、研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 2 连续分离实验 2 1实验I 16 27 AM QP 30阴膜更换为FQB阴膜 其余条件不变 Cr OH Cr Al OH 4 随时间变化曲线 电压值随时间变化曲线 分析 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 1 回收室碱的浓度及偏铝酸根离子的浓度变化趋势基本一致 2 电压曲线随运行次数的增加有明显上升 可能原因是FQB阴膜受到腐蚀比较严重 2 2实验II 17 27 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 实验I 阴膜为AM QP 30膜 OH 和 Al OH 4 稳定在一定的范围 k没有明显减小 能耗有所
8、升高 电流效率有所减小 可能原因是膜受到污染 两者碱回收率相差不大 实验II中的 Al OH 4 明显大于I中 k小于1中 能耗高于实验1 电流效率也有所下降 因此 AM QP 30膜的性能优于FQB膜 18 27 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 实验II 阴膜为FQB膜 19 27 连续实验膜污染研究 AM QP 30和FQB阴膜实验前后扫描电镜图 AM QP 30膜进行分离实验前 AM QP 30膜进行分离实验后 FQB膜进行分离实验前 FQB膜进行分离实验后 分析 进行分离实验后膜的表面有沉淀析出 原因是料液中偏铝酸根离子水解生成Al OH 3沉淀 背景与意义
9、研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 解决办法 实验结束后向装置中通入稀酸除去沉淀 20 27 3 1质量损失率分析 质量损失率随腐蚀时间变化曲线 分析 随着腐蚀时间增加 两种膜的质量损失率增加 但是FQB膜损失率更高 在三天时达到40 以上 明显高于AM QP 30膜 说明AM QP 30膜更耐腐蚀 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 3 腐蚀时间对膜的影响 21 27 扫描电镜分析 AM QP 30膜腐蚀3天后 AM QP 30膜腐蚀7天后 AM QP 30膜腐蚀14天后 FQB膜腐蚀3天后 分析 AM QP 30膜腐蚀3天后 膜表面没有明显变化 腐蚀7天后表
10、面变得轻微粗糙 原因是膜表面有掉料现象 14天后掉料较严重 膜表面更加粗糙 说明膜受到较严重的腐蚀 FQB腐蚀3天后 膜表面出现了许多小孔 说明膜受到较严重腐蚀 因此AM QP 30膜更加耐腐蚀 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 可否将膜应用于ED实验 22 27 实验结果分析 Cr OH Cr Al OH 4 随时间变化曲线图 电压值随时间变化曲线图 分析 1 分离效率没有明显差异 说明膜具有较好的耐腐蚀性 2 腐蚀时间越长 电压值越小 腐蚀3天的电压曲线与未腐蚀的膜的电压曲线基本一致 随着腐蚀增加 电压曲线有所下降 原因是膜受到腐蚀 有掉料现象出现 膜变薄 面电阻减
11、小 但是 如果膜腐蚀足够严重 将会严重影响膜的性能 如在实验中会产生正渗透现象 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 24 27 实验结论 膜堆构型对电渗析过程影响不同 重复单元增加效果较好 重复单元数多的Model4分离效果比其他膜堆好 AM QP 30膜比FQB膜更加耐腐蚀 分离效果更好 电渗析分离受膜的腐蚀时间 电流大小以及运行时间等多个因素的影响 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法 结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法 结果与讨论 结论 总结与展望 26 27 欢迎提问 Thankyou
