膜蒸餾從RECl3溶液中用分離回收鹽酸
用P2O4萃取分組混合稀土得到的中稀土反萃 液及重稀土反萃液中均含有較高濃度的鹽酸,目前 不得不耗費(fèi)大量的MgO進(jìn)行中和.
因?yàn)辂}酸有共沸點(diǎn),按常規(guī)理解似乎不可能回 收濃的鹽酸,但考慮到RECl3的鹽析效應(yīng),首先從 理論上計(jì)算了含SmCl3的鹽酸體系中水及HCl的 分壓,發(fā)現(xiàn)相對(duì)于純鹽酸溶液而言,同條件下,由于 SmCl3存在,導(dǎo)致溶液體系H2O分壓減小,而HCl 分壓增大,而且隨SmCl3濃度增大,H2O分壓的減 小及HCl分壓增大趨勢(shì)更為明顯.圖4為根據(jù)計(jì)算 結(jié)果作出的氣液平衡關(guān)系圖.
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| SmCl3濃度/(mol·kg-1):從下往上5條線分別代表0;0.4;0.8;1.2;1.4 |
這表明,由于SmCl3的存在,氣相中的nHCl/ nH2O會(huì)增大,溶液的共沸點(diǎn)組成向HCl減小的方 向移動(dòng).在實(shí)際膜蒸餾過(guò)程中,RECl3濃度會(huì)不斷增 加,溫度也遠(yuǎn)大于25℃,這些均有利于氣相組成中 HCl濃度的增大,即蒸餾產(chǎn)品液中HCl濃度會(huì)增大, 而熱側(cè)料液中鹽酸濃度則會(huì)不斷減小.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí) 了理論判斷的正確性,表1及表2分別為實(shí)際結(jié)果.
試驗(yàn)中稀土反萃液CRE=0.6~0.9 mol/L, CHCl=2~2.5 mol/L,重稀土反萃液:CRE=0.2~ 0.4 mol/L,CHCl=4.5~5.5 mol/L,每次用料液 5 L,料液溫度62~63℃,冷側(cè)壓力8~10 kPa,料液 循環(huán)速度5.4 cm/s.
隨蒸餾過(guò)程進(jìn)行,蒸餾產(chǎn)品液體積不斷增大,料 液體積不斷減小,稀土得到不斷濃縮.開始時(shí)水蒸氣 分壓較大,所以蒸餾液中鹽酸濃度較低,而料液中鹽 酸濃度還有不斷增加趨勢(shì).隨過(guò)程進(jìn)行,鹽析效應(yīng)增 強(qiáng),故蒸餾液中鹽酸濃度增加而料液中鹽酸濃度下降.
| 表1 中稀土反萃液膜蒸餾試驗(yàn)結(jié)果 |
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| 表2 重稀土反萃液膜蒸餾試驗(yàn)結(jié)果 |
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