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铼是世界上最为稀散的金属元素之一,因其优异的物理化学性能被广泛应用在化工、冶金、航天以及国防尖端科学领域。铼不存在独立矿物,常与铜、钼等金属元素伴生,同时,铼也是砂岩型铀矿中重要的伴生元素之一。目前国内尚无从铀矿物中回收铼资源的报道。因此,开展针对溶液中微量铼的分离富集技术,对铀水冶工艺中伴生铼资源回收具有重要的意义。
本文叙述了特效阴离子交换树脂和辐照接枝法合成的新型树脂对铀、铼的分离富集研究,并运用SEM和FT-IR等仪器对树脂进行微观结构表征;通过静态吸附试验探究了树脂的最佳吸附条件,并根据试验结果从吸附动力学、热力学角度分析其吸附机理;以柱上动态吸附-解吸试验开展了铼回收工艺应用研究,得到结论如下:
(1)通过静态吸附试验,对LA3100H、D231YT、D314三种阴离子交换树脂进行遴选,初步研究了溶液酸度、接触时间、初始浓度及试验温度对吸附性能的影响,结果表明:在酸性环境下,LA3100H树脂对铼有较好的吸附能力,饱和吸附容量达到129.4mg·g-1;在pH=1.5时,铼铀分离系数可达最大,βRe/U=41.68。吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型,属于吸热、熵增且自发的反应。动态吸附-解吸试验表明,该树脂的动态饱和吸附容量为91.98g·L-1,饱穿比(V)=2.35;饱和后树脂用1mol·L-1的氨水解吸,7个树脂床体积的溶液可将其完全解吸下来。
(2)通过静态吸附试验,对2-AMPR、Hust-N、Hust-S三种辐照接枝法合成的新型树脂进行遴选,研究了溶液酸度、接触时间、初始浓度及试验温度对吸附的影响,结果表明:在pH=3.5时,2-AMPR树脂对铼的饱和吸附量为68.8mg·g-1;在pH=3.0时,铼铀分离系数可达到204.47,可用于酸法采铀工艺中伴生铼资源的回收。吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型,并且是一个吸热、熵增且自发的反应。动态吸附-解吸试验表明,该树脂的动态饱和吸附容量为14.28g·L-1,饱穿比(V)=1.83;吸附饱和后树脂用1mol·L-1的氨水,5个树脂床体积的溶液可将铼完全解吸。
综上,本文通过对树脂的静态试验研究,确定了LA3100H和2-AMPR树脂对铼、铀的最佳分离条件。树脂的初步动态吸附-解吸试验,为树脂扩大试验及工业应用提供了数据参考,为铀水冶工艺中伴生铼资源回收技术奠定了基础。
本文叙述了特效阴离子交换树脂和辐照接枝法合成的新型树脂对铀、铼的分离富集研究,并运用SEM和FT-IR等仪器对树脂进行微观结构表征;通过静态吸附试验探究了树脂的最佳吸附条件,并根据试验结果从吸附动力学、热力学角度分析其吸附机理;以柱上动态吸附-解吸试验开展了铼回收工艺应用研究,得到结论如下:
(1)通过静态吸附试验,对LA3100H、D231YT、D314三种阴离子交换树脂进行遴选,初步研究了溶液酸度、接触时间、初始浓度及试验温度对吸附性能的影响,结果表明:在酸性环境下,LA3100H树脂对铼有较好的吸附能力,饱和吸附容量达到129.4mg·g-1;在pH=1.5时,铼铀分离系数可达最大,βRe/U=41.68。吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型,属于吸热、熵增且自发的反应。动态吸附-解吸试验表明,该树脂的动态饱和吸附容量为91.98g·L-1,饱穿比(V)=2.35;饱和后树脂用1mol·L-1的氨水解吸,7个树脂床体积的溶液可将其完全解吸下来。
(2)通过静态吸附试验,对2-AMPR、Hust-N、Hust-S三种辐照接枝法合成的新型树脂进行遴选,研究了溶液酸度、接触时间、初始浓度及试验温度对吸附的影响,结果表明:在pH=3.5时,2-AMPR树脂对铼的饱和吸附量为68.8mg·g-1;在pH=3.0时,铼铀分离系数可达到204.47,可用于酸法采铀工艺中伴生铼资源的回收。吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型,并且是一个吸热、熵增且自发的反应。动态吸附-解吸试验表明,该树脂的动态饱和吸附容量为14.28g·L-1,饱穿比(V)=1.83;吸附饱和后树脂用1mol·L-1的氨水,5个树脂床体积的溶液可将铼完全解吸。
综上,本文通过对树脂的静态试验研究,确定了LA3100H和2-AMPR树脂对铼、铀的最佳分离条件。树脂的初步动态吸附-解吸试验,为树脂扩大试验及工业应用提供了数据参考,为铀水冶工艺中伴生铼资源回收技术奠定了基础。