基于限制电流密度和动态化化学的II类 (三层系统) 现象模型,用于使用电透析来分离稀土元素
Gisele Azimi1, Sanaz Mosadeghsedghi2, Seyedeh Laleh Dashtban Kenari2
1Laboratory for Strategic Materials, Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, 200 College Street, Toronto, ON, M5S 3E5, Canada. g.azimi@utoronto.ca.
使用电透析优化稀土元素 (REE) 分离,通过控制HEDTA/Nd比率和pH来实现. 这提高了和的纯度和产量,用于工业应用.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分离科学 分离科学
背景情况:
- 稀土元素 (REEs) 是面临越来越多需求的关键材料.
- 从 (La) 和 (Ce) 中有效地分离 REEs,如 (Nd) 和 (Pr),具有挑战性.
- 电透析为REE分离提供了一个有前途的方法,但需要优化.
研究的目的:
- 通过电透析优化稀土元素 (REE) 的分离,使用一种新的II类现象学模型.
- 调查HEDTA/Nd摩尔比率和料溶液pH值对分离效率的影响.
- 为预测和控制工业环境中的REE分离提供一个有效的模型.
主要方法:
- 开发和应用一种用于电透析的II类现象模型.
- 整合扩展的Nernst-Planck方程和限制电流密度.
- 对模型对REE分离效率的预测进行实验验证.
- 对合剂度和pH对离子运输和分离的影响的分析.
主要成果:
- 较低的HEDTA/Nd摩尔比率通过最小化La和Ce化来提高Nd+Pr的纯度.
- 较高的HEDTA/Nd摩尔比率通过在料中保留它们来最大限度地提高Nd+Pr的产量.
- 开发的模型准确地预测了分离效率,证实了其工业适用性.
- 运营参数对分离的REEs的纯度和产量具有关键影响.
结论:
- 该研究提供了一种经过验证的模型,用于通过电透析优化REE分离.
- 控制HEDTA/Nd比率和pH值,可以定制分离策略,以满足工业需求.
- 这项研究促进了可持续的REE开采,并为关键材料行业带来了好处.
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