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精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料。在其精制单元中会产生大量废水,该废水经超滤、反渗透除掉有机酸后,主要成分为Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ),若能对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)回收并使其返回氧化工段作催化剂使用,不仅可以保护环境,还可以降低企业成本。本文采用离子交换树脂法回收PTA精制单元废水中的Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ),并系统研究该过程。首先,通过树脂筛选确定阳离子交换树脂001×7×7,其对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附量及脱附率均较大。静态吸附实验考察了转速、温度、树脂用量和pH值对该树脂吸附Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的影响。结果表明,当转速达到210rpm时,外扩散对吸附的影响基本消除;树脂对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附为吸热过程,升温有利于Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附;Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)吸附率随树脂用量的增加而增大,高pH值有利于树脂吸附。其次,用001×7×7树脂对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)含量均为200mg/L的溶液进行动态吸附和脱附工艺优化研究。考察流量、温度等因素对吸附和脱附过程的影响,在较佳条件为流量6mL/min、温度50℃时,树脂对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附量分别为35.73、38.60mg/g;以1.0mol/L硫酸为脱附剂、流量1mL/min、温度30℃时,Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)脱附率分别为98.99%、95.19%。树脂再生实验表明001×7×7树脂吸附、脱附重现性较好。然后,研究了树脂对单组分Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)吸附过程的热力学和动力学。热力学研究表明,Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)平衡吸附数据均服从Langmuir等温吸附模型。动力学研究表明,001×7×7树脂吸附Co(Ⅱ)的过程符合拟一级动力学模型,Mn(Ⅱ)吸附交换过程符合拟二级动力学模型。Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)吸附过程的表观活化能分别为20.67、28.35kJ/mol。Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)在树脂上吸附过程的主要速率控制步骤均为颗粒扩散。Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)静态竞争吸附研究表明,Mn(Ⅱ)比Co(Ⅱ)具有竞争吸附优势;Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)竞争吸附等温行为均遵循Langmuir竞争吸附模型;拟一级动力学模型能很好地描述Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)竞争吸附过程,且Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)竞争吸附过程主要受颗粒扩散控制。动态竞争吸附表明,树脂对Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的平衡吸附总量与单组分Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的平衡吸附量相当。