第四章膜分离过程原理解读
第四章--反渗透过程
(4-12)
式中Fw1，Fwt分别为第1，第t小时后的透水率;
t为操作时间; m即为压密系数，亦称压实斜 率。
m是可以通过实验测出的，是描述膜 寿命的参数之一，m越小，膜的寿命越长。 对于反渗透过程，m值一般应小于0.03。
4.2.6 操作参数对反渗透过程分离性能 的影响
操作过程的参数如原料液温度、压力及 水的回收率都会对最终的分离性能即膜的透 量、产品的质量产生影响，归纳如图4-7。
从海水、苦咸水的脱盐开始的， 现在又有 许多新的应用，如食品、医药工业中的浓缩， 超纯水的制造，锅炉水的软化，城市污水处理 及对微生物、细菌和病毒进行控制等。
• 反渗透的基本原理 • 反渗透过程的主要性能参数 • 反渗透过程的膜与膜组件 • 浓差(度)极化 • 膜的污染 • 反渗透过程的基本流程 • 反渗透过程的应用及经济性 • 反渗透过程的研究方向
iC sRT (4-2)
凝固点下降法
可以由凝固点下降求得渗透压:
Vb
Tf •hf Tf Tf*
T
(4-3)
式中:
ΔTf=Tf*-Tf， 凝固点下降 Tf*--纯溶剂凝固点浓度 Tf-- 溶液的凝固点浓度 Δhf--融化潜热 VB--溶剂的偏摩尔体积
简化法
为了方便起见，常将式(4-2)简化成如下 形式:
第四章 反渗透过程
反渗透(Reverse Osmosis)是最早工业 化的膜分离过程之一，在压力的推动下， 液体混合物中的溶剂(如水)和溶质以不同 的速率透过膜，在膜的透过侧得到比较纯 净的溶剂，而在膜的进料侧得到浓缩的进 料溶液。
反渗透同其它分离方法相比的优点:
• 不发生相变； • 设备简单； • 占地少能耗低等。
filtration)。
膜与膜过程第四章浓差极化与膜污染课堂上课
膜污染与浓差极化有内在联系。但概念不同。
一旦膜与溶液接触，膜污染即开始。即由于膜与溶质之间 发生相互作用，产生吸附，开始改变膜的特性。
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4.5.2 影响因素
1．膜的物化性质 ➢ 1)膜的亲水性和表面张力 （溶剂化作用，
氢键相互作用）
亲水性好的膜，膜表面与水成氢键，不疏水溶质接近 膜表面时，要打破这一氢键结合，这需能量，膜耐污染； 而疏水膜表面无氢键形成，疏水溶质接近膜表面时，挤开 水是一熵增大过程，易进行，则膜易被污染。
4.4.2 膜清洗方法和效果
➢ 物理法：主要有高流速水冲洗，气水反冲洗，海绵球机械 清洗，抽吸清洗，电脉冲清洗等。
➢ 化学法：主要有酸、碱、表面活性剂、络合剂、杀菌剂、 酶、氧化剂和其他添加剂等。
➢ 清洗效果：通量恢复，流程压差降减少等。
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膜清洗效果的表征
➢ 通常用纯水透水率恢复系数r来表示
流速，回收率等）； ➢ 选择合适的进料的浓度，pH，温度，离子强度
等。
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4.4 膜的清洗
4.4.1 膜清洗必要性和注意事项
➢ 必要性：消除污染物，使水通量恢复，使膜寿命延长，能 耗降低等。
➢ 注意事项：
1)膜的物化特性，如耐温，耐酸、碱，耐氧化等； 2)污染物特性，如种类，可溶解性，可氧化性，可酶解性 等。
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➢ 2)膜的荷电性（静电作用力）
有些膜材料有极性基团或可离解基团， 与溶液接触后，由于溶剂化或离解作用使 膜表面带电，它与溶液中荷电溶质产生相 互作用。当二者所带电量相反时，则相互 吸引，则膜易被污染；当二者所带电量相 同时，则相互排斥，膜表面不易被污染。
膜分离原理技术与设备PPT课件
3、膜分离方法
（1）压力推动
反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的 膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小分子 通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其 截留程度取决于膜结构。
（2）其他推动力
——电渗析采用带电的离子交换膜，在电场 作用下膜能允许阴、阳离子通过，可用于溶 液去除离子。
4、膜组件的结构与组装
端 盖
密 膜连 封 组接
浓缩 液
圈 件器
进
耐压容器
水
口
透过 液
（四）中空纤维式膜器件
1、基本构成
（1）中空纤维膜
将膜材料制成外径为80～400μm、内径为 40～100μm的空心管，即为中空纤维膜。
（2）中空纤维膜组件
将大量的中空纤维一端封死，另一端用环氧 树脂浇注成管板，装在圆筒形压力容器中， 就构成了中空纤维膜组件。
内压式（中进周出） 外压式（周进中出）
4、中空纤维膜设备操作
（1）操作过程
过滤、浓缩→反洗→清 洗→正洗
（2）操作注意事项
中空纤维组件必须在湿态下使用与保存。长 期停用时，用0.5%甲醛或次氯酸钠水溶液 保存。
操作过程
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
——气体分离是依据混合气体中各组分在膜 中渗透性的差异而实现的膜分离过程。
——渗透汽化是在膜两侧浓度差的作用下， 原料液中的易渗透组分通过膜并汽化，从而 使原液体混合物得以分离的膜过程。
4、常见膜的区别
——反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包
括离子）而使溶剂通过，操作压力较高，一般为2～ 10MPa；
膜分离原理
膜分离原理
膜分离技术是一种通过半透膜将混合物中的组分分离的方法。
它广泛应用于水
处理、食品加工、制药、化工等领域。
膜分离原理主要包括渗透、拒绝和分离三个基本过程。
首先，渗透是指溶剂从低浓度侧通过半透膜向高浓度侧扩散的过程。
在渗透过
程中，溶剂分子会穿过半透膜，而溶质分子则被拦截在半透膜的一侧。
这一过程使得溶液在膜的两侧产生了浓度差，从而驱动了膜分离的进行。
其次，拒绝是指半透膜对不同大小、形状、极性的溶质分子有选择性地阻挡的
过程。
半透膜的孔径和孔隙结构决定了其对溶质的拒绝特性。
通常情况下，较大的分子或颗粒会被半透膜拦截，而较小的分子则可以通过半透膜。
最后，分离是指根据溶质在半透膜上的渗透速率不同，通过膜分离过程将混合
物中的组分分开的过程。
通常情况下，渗透速率较快的组分会先通过半透膜，而渗透速率较慢的组分则会滞留在半透膜的一侧，从而实现了混合物的分离。
膜分离技术具有操作简单、能耗低、分离效率高等优点，因此受到了广泛关注
和应用。
在实际应用中，膜分离技术还可以根据需要进行微调，以实现对不同组分的精确分离和提纯。
同时，随着材料科学和工程技术的不断发展，膜分离技术也在不断创新和完善，为各行业提供了更加高效、环保的分离解决方案。
总的来说，膜分离原理是基于渗透、拒绝和分离的基本过程，通过半透膜将混
合物中的组分分离。
膜分离技术以其高效、环保的特点在各个领域得到了广泛应用，并且在不断创新和完善中，为人们生产生活带来了诸多便利和好处。
第四章 膜技术
3）控制蒸发沉淀
控制蒸发沉淀是将聚合物溶解在一个溶剂 和非溶剂的混合物中（这种混合物作为聚合物 的溶剂）。由于溶剂比非溶剂更容易挥发，所 以蒸发过程中非溶剂和聚合物的含量会越来越 高，最终导致聚合物沉淀并形成带皮层的膜。
4）热沉淀
把溶于混合溶剂或单一溶剂的聚合物溶液 冷却而导致分相。溶剂的蒸发通常形成带皮层 的膜。
第四章 膜技术及其应用
第一节 膜技术简介 膜技术是一种新兴技术，由于其多学科的特点， 膜技术已经成为工业上气体分离、水溶液分离、化学产 品和生化产品的分离和纯化的重要过程。然而，对不同 分离过程之间作比较是很困难的。目前膜过程已广泛用 于许多领域并不断扩展。膜技术的优点可以概括为： 可实现连续分离； 能耗通常较低； 易与其它单元操作过程结合（联合过程）； 易于在温和条件下实现分离； 易于放大； 膜的性能可以调节； 不需要添加物。
2、拉伸法制膜
这种方法是将部分结晶化聚合物材料（聚 四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯）挤压成膜，然后 沿垂直于挤压方向拉伸，使结晶区域平行于挤 压方向。在机械应力作用下，会发生小的断纹， 从而得到多孔结构。膜孔径范围0.1μm ~3μm。 只有结晶化或半结晶化材料适合此制膜工艺， 制得的膜的孔隙率高达90%。
膜的பைடு நூலகம்义
膜从广义上可以为两相之间的一个不连续区间。 这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比 要小很多。膜一般很薄，厚度从几微米、几十 微米至几百微米之间。而长度、厚度则以米计。 膜可以是固相、液相、甚至是气相，其中以固 体膜应用最广。气体原则上可构成膜，但应用 及研究少之又少。
2、渗透通量
单位时间内通过单位膜面积的组分的量称 为该组分的渗透通量，其定义式如下： Ji=Mi/(A· t) 式中：Ji-----渗透通量，g/(m2· h) Mi----组分i的透过量，g A-----膜的面积，m2 T------操作时间，h 渗透通量与组分的性质、膜的结构性质以 及温度、压力、原液组成和流动状态等操作条 件有关。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
膜分离技术的原理
膜分离技术的原理膜分离技术是一种利用半透膜对不同组分进行分离的技术。
它主要包括超滤、纳滤、反渗透和气体分离等几种类型，广泛应用于水处理、生物工程、食品加工、医药等领域。
膜分离技术的原理主要是利用膜的选择性通透性，将混合物中的不同组分分离出来。
膜分离技术的原理可以简单概括为，在一定的压力作用下，将混合物置于膜的一侧，通过膜的选择性通透性，使得其中一种组分能够通过膜，而另一种组分则被截留在膜的一侧，从而实现两者的分离。
不同类型的膜分离技术有不同的分离原理，下面将分别介绍几种常见的膜分离技术及其原理。
首先是超滤技术，超滤膜的孔径在纳米到微米之间，可以有效截留溶质、胶体和悬浮物等大分子物质，而溶剂和小分子物质则可以通过膜。
其原理是利用压力驱动溶剂和小分子物质通过膜，而大分子物质则被截留在膜的一侧，从而实现溶质和溶剂的分离。
其次是纳滤技术，纳滤膜的孔径在纳米级别，可以截留溶质和大部分溶剂，而水分子等小分子物质则可以通过膜。
其原理是利用压力差使得溶质和大分子物质被截留在膜的一侧，而溶剂和小分子物质则通过膜，实现了对溶质和溶剂的有效分离。
另外是反渗透技术，反渗透膜的孔径在纳米级别以下，可以截留绝大部分溶质和溶剂，只有水分子等极小分子物质可以通过膜。
其原理是利用高压作用下，使得水分子通过膜，而溶质和溶剂被截留在膜的一侧，实现了对水和溶质的有效分离。
最后是气体分离技术，气体分离膜可以选择性地通透不同气体分子，根据气体分子的大小、形状和亲和性等特性，实现对混合气体的分离。
其原理是利用压力差使得不同气体分子在膜上的透过速率不同，从而实现了对混合气体的有效分离。
总的来说，膜分离技术的原理是利用膜的选择性通透性，通过施加压力或压力差的方式，实现对混合物中不同组分的有效分离。
不同类型的膜分离技术有着不同的应用和分离原理，但都以膜的选择性通透性为基础，为各行各业的生产和生活提供了重要的分离技术支持。
膜分离技术原理
膜分离技术原理膜分离技术是一种利用特殊膜对物质进行分离的技术，它在化工、环保、食品、制药等领域有着广泛的应用。
膜分离技术的原理主要包括渗透、分离和传质三个基本过程。
首先，渗透是膜分离技术的基本过程之一。
膜分离过程中，溶剂或溶质通过膜的渗透作用从高浓度区域向低浓度区域扩散，使得两侧的浓度趋于平衡。
这一过程是膜分离技术能够实现分离的基础。
其次，分离是膜分离技术的核心过程。
膜分离技术利用膜对不同大小、不同性质的分子或离子进行筛选和分离。
通过选择合适的膜材料和膜孔大小，可以实现对特定物质的选择性分离，从而达到提纯或浓缩的目的。
最后，传质是膜分离技术的关键过程之一。
膜分离技术通过膜的传质作用，实现溶质在膜中的传递和分离。
传质过程受到多种因素的影响，包括膜的孔隙结构、溶质的分子大小和形状、溶液的浓度和温度等因素。
膜分离技术的原理基础上，主要包括了渗透、分离和传质三个基本过程。
渗透是溶剂或溶质通过膜的渗透作用从高浓度区域向低浓度区域扩散，使得两侧的浓度趋于平衡。
分离是利用膜对不同大小、不同性质的分子或离子进行筛选和分离。
传质是通过膜的传质作用，实现溶质在膜中的传递和分离。
这三个过程相互作用，共同完成了膜分离技术的分离和提纯过程。
在实际应用中，膜分离技术具有许多优点，如操作简单、能耗低、分离效率高、产品质量好等。
因此，膜分离技术在化工、环保、食品、制药等领域有着广泛的应用前景。
总的来说，膜分离技术是一种利用特殊膜对物质进行分离的技术，其原理主要包括渗透、分离和传质三个基本过程。
膜分离技术具有许多优点，有着广泛的应用前景。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解膜分离技术的原理和应用。
微生物技术应用：第四章-微生物发酵产物的分离与纯化可编辑全文
3 工艺放大
发酵产物分离纯化工艺的建立一般都经过从 实验室、中试车间生产到形成工业规模生产线的 放大过程，这是一项工艺诞生、发展、成熟和完 善的一般规律。其中实验室研究是大规模生产的 第一步，小规模生产工艺是大规模生产工艺的基 础。尽管工艺放大过程中往往会有操作细节或条 件的改变，小规模生产工艺条件优化和工序综合 效果研究可为放大设计及工艺定型积累数据和提 供经验。
（一）发酵液的预处理和固液分离
1.高价无机离子的去除方法
（1）钙离子，可用草酸。草酸溶解度较小 ，故用量大时，可用其可溶性盐，如草酸钠。 反应生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固，提高 滤液(也称为原液)质量。但草酸价格较贵，应 注意回收。如四环类抗生素废液中，加入硫酸 铅，在60℃下反应生成草酸铅。后者在 90~95℃下用硫酸分解，经过滤、冷却、结晶 后可以回收草酸。
一、建立分离纯化工艺的根据
1.微生物发酵产物的特点
➢另一个特点是欲提取的生物物质通常很不 稳定，遇热、极端pH、有机溶剂会引起失 活或分解。
➢发酵或培养都是分批操作、生物变异性大， 各批发酵液不尽相同，要求下游加工有一 定的弹性。
一、建立分离纯化工艺的根据
2.原理
（1）物理性质 ① 力学性质：重力、离心力、筛分； ② 热力学性质：状态变化、相平衡； ③ 传质性质：粘度、扩散、热扩散； ④ 电磁性质：电泳、电渗析、磁化；
WSK卧式高效全能珠磨机 ZM系列卧式密闭珠(砂)磨机
（2）高压匀浆器 采用高压匀浆器是大规模破碎细胞的常用
方法，利用高压迫使细胞悬浮液通过针形阀， 由于突然减压和高速冲击撞击环 造成细胞破裂。
JJ-2组织捣碎匀浆机
（2）高压匀浆器
各种菌体一次通过高压匀浆器的破碎率
膜分离的实验原理
膜分离的实验原理膜分离是一种利用半透膜将混合物分离成组分的技术。
通过采用合适的半透膜，将不同大小、形状或性质的分子分隔开来，从而实现分离和纯化的目的。
膜分离技术在水处理、制药、生物工程、食品加工、化学品生产等领域得到广泛应用。
膜分离的原理基于质量传递和选择性传递的机制。
膜的选择性是通过调节膜的孔径、孔隙结构、疏水性或亲水性等特性来实现的。
膜分离的过程可以分为两个步骤：渗透和逆渗透。
渗透是指溶剂分子和小分子溶质能够通过膜的孔隙传递，而大分子溶质不能通过。
逆渗透是指通过施加一定的压力，使溶剂分子逆向通过膜孔隙，而溶质分子不能通过。
根据不同的分子尺寸、形状、电荷等性质，选择合适的膜材料和操作条件，可以选择性地分离目标组分。
常见的膜材料包括聚酯、聚丙烯、聚氨酯、聚醚砜、聚醚硫醚等。
这些膜材料通常具有一定的孔隙结构，孔径在纳米至亚微米范围内。
膜的孔径和孔隙结构可以通过多种方法控制，如选择合适的聚合物、添加剂、溶剂、调节温度等。
膜的渗透性能与膜材料的孔隙结构、孔径大小、形状等有关。
一般来说，孔径越小，分子通过膜的难度越大；孔隙结构越狭窄，阻力越大，渗透通量越小。
根据目标分离的要求，可以选择合适的膜材料和膜结构，来实现高通量、高选择性的分离效果。
膜分离的参数有许多，包括渗透通量（通量）、选择性、分离效果等。
通量是指单位时间内通过膜的溶质或溶剂的量，可以通过调节操作条件和膜结构来实现高通量的目标。
选择性是指分离过程中对不同组分的分离程度，可以通过调节膜材料和操作条件来提高选择性。
同时，还可以通过膜的反洗、倒置、交替使用等方法来延长膜的使用寿命。
膜分离的操作过程一般包括进料、加压、渗透、集液和冲洗五个步骤。
进料是将混合物输入到膜分离系统中，加压是施加一定的压力使溶剂和溶质通过膜的孔隙，渗透是指通过膜的溶剂和溶质的传递过程，集液是收集渗透液和残余液的过程，冲洗是清洗膜面和恢复膜的通量。
膜分离技术的优点包括操作简单、效率高、能耗低等。
典型的膜过程
烃类氮。用膜回收其中的 CO2，并重新回注地层。
§4.1气体渗透
预热器 酸性气体供给 分子筛 干燥器 膜 组 件 供气流控 制系统
组合过滤器
液体收集器
渗透气 排放
CO2膜分离示意图
截留气
向油井注入CO2强化采油示意图
§4.1气体渗透
5、其他应用
空气中回收有机溶剂：装载溶剂的空气在室温下通过渗透这种溶 剂的膜。膜渗透侧保持真空提供渗透推动力，溶剂从空气中分离 出来，纯化的空气排放或回用。例如：聚丁二烯－丙烯腈橡胶对 苯/空气选择系数约为105。 代替干燥过程脱水：加压湿空气给进膜，渗透侧用低压干燥空气 吹扫，水从高压侧进入低压侧，达到干燥目的。
§4.1气体渗透
聚酰胺膜从石油化工过程中回收氢的性能 过程流体 初级分离 氢膜回收系统的典型值 供 料 气 渗透气 回收率 纯度％ 纯度％ ％ H2/CH4 氨清洗气 60～70 80～95 85～90 H2/CH4 甲醇清洗气 50～85 90～95 80～95 H2/CH4 苯循环气 50～60 90～95 85～95 H2/CH4 环己烷原料气 60～70 90～95 90～95 H2/CH4 合成气 60～80 90～95 80～95 从甲醇装置清洗气中回收氢，再回到甲醇反应器中，提高甲醇得率，降低生产成本； 用金属钯膜从高温原料气中回收氢气：在生产吗啡林的过程中，氢作为载体和催化剂 再生剂，氢的纯度可达 99.9995%以上； 将膜过程与变压吸附相结合，可回收低浓度的氢气，得到高纯度，高回收率。 富烃非渗透气为产品，渗透气氢气作副产品的分离中也可用膜进行。
§4.1气体渗透
气体渗透小结 膜 厚度 孔尺寸 推动力 分离机理 膜材料 应用 复合膜、不对称膜，皮层为弹性态或玻璃态聚合物膜 0.1~几微米（皮层） 无孔或孔径<1 微米的多孔膜 压差，供料侧 10Mpa，渗透侧可抽真空 溶解－扩散（无孔膜） ，努森扩散（多孔膜） 弹性聚合物：聚二甲基硅氧烷、聚甲基戊烯 玻璃态聚合物：聚酰亚胺、聚砜 － H2 或 He 回收 － CH4/CO2 － N2/O2 －空气中有机溶剂脱除 － 烟气中脱酸性气体 －除 H2O（干燥）－ 脱湿（压缩空气、天然气、空调）
第四章膜分离过程原理(完整版)
4.2 以压力差为推动力的膜分离过程
• 微滤是指大于0.1μm的颗粒或可溶物 被截流的压力驱动型膜过程(MF)
• 超滤是指小于0.1μm大于2nm的颗粒 或可溶物被截流的压力驱动型膜过 程(UF)
• 反渗透是指高压下溶剂逆着其渗透 压而选择性透过的膜过程(RO)
• 纳滤是指小于2nm的颗粒或可溶物被 截流的压力驱动型膜过程(nF)
• 超滤的操作模式基本上是死端过滤和错流过滤 两种。产物既可以是渗透液，也可以是截留液 或者二者都有。
微孔过滤
用于从气相或液相物质中截留分离微粒、 细菌、污染物等。 1 微过滤膜:孔径0.025 ~ 3m，特种纤维 素酯、高分子聚合物制成。
三醋酸酯纤维素 聚四氟乙烯 尼龙－66
亲水型
憎水型 通用型
式中，ci—溶质物质的量浓度，kmol/m3; n—溶液中的组分数。
对电解质水溶液，常引入渗透压系数来校 正偏离程度，对水溶液中溶质i组分， 其渗透压可用下式计算
在实际应用中，常用以下简化方程计算
• 4.2.1.2反渗透操作特性参数计算
基于Sourirajan的优先吸附—毛细孔流动机理，溶剂和溶 质通量可用Kimura-Sourirajan模型求算 溶剂通量
盐，氨基酸，糖 的浓缩，淡水 制造
脱盐，除变性剂
脱盐，氨基酸和 有机酸的分离
有机溶剂与水的 分离，共沸物 的分离（如乙 醇浓缩）
4.2.1.1渗透和渗透压 盐溶液 纯水
1885 年 , Van’t Hoff 渗透压定律：
·R·T·Ci 渗透是在膜两边渗透压 差—— 的作用下的溶 剂流动；而反渗透、超 滤是在一外加压力差 P > 的作用下, 溶剂逆 向流动。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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MF
UF
RO
4.2.1 反渗透
渗透是在膜两侧的压力相等的情况下,在浓差作用 下溶剂水分子从低浓度向高浓度透过.
应用：
➢ 低聚糖的分离和精制 ➢ 果汁的高浓度浓缩
多肽和氨基酸的分离
离子与荷电膜之间存在唐南(Donnan) 效应,即相同电荷排斥 而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽在等电点时是中性的, 当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。由于一些纳滤膜带 有静电官能团, 基于静电相互作用, 对离子有一定的截留率, 可 用于分离氨基酸和多肽。纳滤膜对于处于等电点状态的氨基酸 和多肽等溶质的截留率几乎为零, 因为溶质是电中性的并且大 小比所用的膜孔径要小。而对于非等电点状态的氨基酸和多肽 等溶质的截留率表现出较高的截留率, 因为溶质离子与膜之间 产生静电排斥, 即Donnan 效应而被截留。
静压差膜分离小结
RO
UF
MF
F
MW <350
1000~30000 0.1~10um >1um
蛋白质
细菌
新型的nF正好介于UF和RO之间，截流分子量大概在300 1000。
几种静压差膜分离法应用比较
1 溶剂 2 小分子 3 大分子 4 微粒 盐分子 糖蛋白 病毒 胶体
1 2 34
1 2 34
1 2 34
• 超滤的操作模式基本上是死端过滤和错流过滤 两种。产物既可以是渗透液，也可以是截留液 或者二者都有。
微孔过滤
用于从气相或液相物质中截留分离微粒、 细菌、污染物等。 1 微过滤膜:孔径0.025 ~ 3m，特种纤维 素酯、高分子聚合－66
亲水型
憎水型 通用型
盐，氨基酸，糖 的浓缩，淡水 制造
脱盐，除变性剂
脱盐，氨基酸和 有机酸的分离
有机溶剂与水的 分离，共沸物 的分离（如乙 醇浓缩）
4.2.1.1渗透和渗透压 盐溶液 纯水
1885 年 , Van’t Hoff 渗透压定律：
·R·T·Ci 渗透是在膜两边渗透压 差—— 的作用下的溶 剂流动；而反渗透、超 滤是在一外加压力差 P > 的作用下, 溶剂逆 向流动。
4.2 以压力差为推动力的膜分离过程
• 微滤是指大于0.1μm的颗粒或可溶物 被截流的压力驱动型膜过程(MF)
• 超滤是指小于0.1μm大于2nm的颗粒 或可溶物被截流的压力驱动型膜过 程(UF)
• 反渗透是指高压下溶剂逆着其渗透 压而选择性透过的膜过程(RO)
• 纳滤是指小于2nm的颗粒或可溶物被 截流的压力驱动型膜过程(nF)
第四章膜分离过程原理
膜分离包括最简单的滤纸过滤到高选择性的 生物膜分离。从分离科学的角度看, 超滤、渗析、 反渗析、电渗析等位垒分离过程是靠在外力的 推动下各种物质穿过一个有限制作用的界面时 在速度上的差别来进的。
微滤、超滤、纳滤和反渗透分离类似 于过滤，用以分离含溶解的溶质或悬浮 微粒的液体。
1) 微滤 2) 超滤 3) 纳滤 4）反渗透
纳滤过滤（nanofiltration, nF）
纳滤过滤是上世纪80 年代末问世的新型膜分 离技术 。纳滤膜的孔径为纳米级，介于反渗透 膜(RO)和超滤膜(UF)之间，因此称为“纳 滤”。纳滤膜能够截留分子量为几百的物质， 对NaCl的截留率为50%-70%，对某些低分子 有机物的截留率可达90%。
膜分离法 微滤 超滤
反渗透
透析 电渗析 渗透气化
一.各种膜分离法及其原理
传质推动力
分离原理
应用举例
压差 （0.05～0.5MPa） 压差 （0.1～1.0MPa）
压差 （1.0～10MPa）
浓差 电位差
压差，温差
筛分 筛分
筛分
筛分 筛分，荷电 溶质与膜的亲和力
除菌，回收菌， 分离病毒
蛋白质，多肽和 多糖的回收和 浓缩
• 对象：超滤主要用于从液相物质中分离 大分子化合物（蛋白质、核酸聚合物、 淀粉、天然胶、酶等），胶体分散液
（粘土、颜料、矿物料、乳液粒子、微生物）以 及乳液（润滑脂、洗涤剂、油水乳液）
• 采用先与适合的大分子结合的方法也可 以从水溶液中分离金属离子、可溶型溶 质和高分子物质（如蛋白质、酶、病毒） 以达到净化、浓缩的目的。
水、低级醇 有机溶剂*
滤膜溶解法(Soluble Membrane Filter)
对于微过滤膜富集, 通常采用酸等溶剂将沉 积物溶解进行后续测定。而可溶滤膜法将目 标成分转变为憎水的适应收集的形式；抽滤 于合适的可溶膜上；将滤膜及收集物溶于合 适溶剂中；有机相可直接分光等直接测定。 如用硝化纤维素膜过滤, 可以用甲基溶纤剂和 DMF或浓硫酸溶解, 也可用丙酮、乙腈、THF 等溶解。
• 超滤膜一般为非对称膜，由一层极薄 （通常为0.1-1um）具有一定孔径的表皮 层和一层较厚（通常为125um）具有海绵 状或指状结构的多孔层组成，前者起筛 分作用，后者起支撑作用。
分离机理：一般认为超滤过程的分离机理 为筛分分离过程。
• 但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要 因素。即超滤过程中溶质的截留包括在膜表面 上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻 塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种方式。
纳滤膜的表层较RO膜的表层要疏松得多，但较UF 膜的要致密得多。因此其制膜关键是合理调节表层的
疏松程度，以形成大量具纳米级的表层孔。
纳滤截留的相对分子量为100-1000其操作压力较低,一般在 0.5-1.5MPa 同时纳滤膜的通量高, 与反渗透相比，纳滤具有能 耗低的优点。因此,纳滤恰好填补了超滤与反渗透之间的空白,它 能截留透过超滤膜的那部分小分量的有机物,透析被反渗透膜所 截留的无机盐。而且，纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同, 对单价离子的截留率低(10%-80%),对二价及多价离子的截留 率明显高于单价离子(90%)以上。
H2O
渗 透
P >
反渗透
超滤和微滤都是利用膜的筛分性质,以压差 为传质动力.
超滤和微滤膜具有明显的孔道结构, 主要用于截留高分子溶剂
超滤原理:超滤是利用膜的“筛分”作用进 行
• 分离的膜过程。在静压差的作用下，小 于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子 被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒 子得以分离。由于膜孔小，其过滤精度 很高，实际操作压力一般为0.1-0.5MPa。