改型斜發(fā)沸石與鈣、鎂離子水溶液體系離子交換平衡研究.pdf

1、以改型天然斜發(fā)沸石作為離子交換劑的沸石法海水提鉀新技術(shù)已進入了工業(yè)化應(yīng)用階段，但在該過程中存在著Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+等離子交換平衡過程。為了查明這些離子之間的離子交換平衡關(guān)系，本文進行了改型斜發(fā)沸石的Ca2+-K+、Mg2+-K+、Ca2+-Na+、Mg2+-Na+、Ca2+-NH4+、Mg 2+-NH4+二元離子交換平衡研究和K+-Ca2+-Mg2+、Na+-Ca2+-Mg2+、NH4+-Ca2+-Mg2+水溶液

2、體系中的三元離子交換平衡研究，以期為開發(fā)海水中鉀元素及其他有用元素的提取新工藝提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 分別測定出0℃、25℃、50℃、75℃下Ca2+-K+、Mg2+-K+、Ca2+-Na+、Mg2+-Na+、Ca2+-NH4+Mg2+-NH4+離子交換平衡數(shù)據(jù)，繪制了上述四個溫度下各離子交換等溫線和Kielland 圖，并計算了離子交換過程平衡常數(shù)和熱力學(xué)函數(shù)。結(jié)果表明，Ca2+-K+、Mg2+-K+、Ca2+-Na+、Mg 2

3、+-Na+、Ca2+-NH4+、Mg2+-NH4+離子交換均為不完全交換，最大交換度小于1。溫度升高鈣、鎂離子交換性能增強，低溫有利于斜發(fā)沸石對鉀、鈉、銨的選擇。
　　 分別測定出0℃、25℃、50℃、75℃下K+-Ca2+-Mg2+、Na+-Ca2+-Mg2+和NH4+-Ca2+-Mg2+三元水溶液體系與改型斜發(fā)沸石離子交換數(shù)據(jù)，繪制了三元離子交換平衡等溫面，并計算出沸石對溶液體系中離子交換分離因數(shù)。結(jié)果表明：在K+-Ca2+

4、-Mg2+溶液體系中，鉀離子的分離因數(shù)在100以上，鈣離子的分離因數(shù)在0.05到0.81之間，鎂離子的分離因數(shù)在0.5以下，在相同溫度下斜發(fā)沸石離子交換順序為K+>Ca2+>Mg2+，溫度升高，鈣、鎂離子的交換能力增強，而低溫則有利于沸石對鉀離子的選擇；在Na+-Ca2+-Mg2+溶液體系中，鈉離子的分離因數(shù)在10以上，鈣離子的分離因數(shù)在0.4～10 之間，鎂離子的分離因數(shù)小于0.4，斜發(fā)沸石離子交換順序為Na+>Ca2+>Mg2+，且