糖蜜酒精废液脱钾树脂的解吸动力学*

0引言

【研究意义】中国是钾资源缺乏国家，70%的钾依赖进口。作为作物生长所必需的三大要素之一，钾在工农业生产中具有重要的作用。我国制糖工业每年排放大量的糖蜜酒精发酵废液，废液中含有大量的无机盐离子和有机物，其外排容易造成水体富营养化，是最难处理的工业废水之一[1]。但是，糖蜜酒精废液中含有约15～20 g/L钾盐，可供资源利用：国内外学者研究发现在降低糖蜜酒精废液中的K+含量后，可将其用于动物饲料[2]，而钾资源则可广泛用于工农业生产。【前人研究进展】目前，国内外糖蜜酒精废液脱钾的方法一般有3种：加入某种有机物或者无机物复合成盐再回收的化学沉淀法[3]；降低溶液中离子含量的电渗析法[4-5]；用离子交换树脂或沸石等作为吸附剂的离子交换法[6-7]。从糖蜜酒精废液的综合利用及能耗方面考虑，阳离子树脂离子交换法被认为是一种较理想的方法[8]。目前市场上的钾盐产品大多粒度小，形貌差[9]，而通过离子交换的方法解吸得到的钾纯度高，有利于生产高品质钾盐。【本研究切入点】目前，国内外文献有关制糖工业中离子交换的动力学研究主要停留在吸附过程，还未见有解吸动力学的研究报道。本课题在前人研究的基础上，从K+解吸过程入手，以动边界模型考查K+的解吸过程。【拟解决的关键问题】首先筛选出一种效果较好的洗脱剂，然后研究处理温度、洗脱剂浓度和树脂粒径等对K+解吸效果的影响，确定动边界模型的相关参数，从而计算出K+从树脂上解吸的动力学总方程。……