Simulation du transfert de masse par nanofiltration pour la séparation du magnésium et du lithium dans les lacs salés

Un modèle de transfert de masse pour prédire les processus de transport des ions magnésium et lithium à travers des milieux poreux dans les lacs salés a été proposé, combinant l'équation de Nernst-Planck étendue et l'effet Donnan, prenant en compte la diffusion ionique, l'électromigration et la convection dans les pores de la membrane. Tout d'abord, la structure morphologique, l'épaisseur, la rugosité de surface et l'hydrophilie de la membrane ont été caractérisées comme des paramètres fixes, indiquant que la surface de la membrane de nanofiltration est lisse avec une faible rugosité et une forte hydrophilie, ce qui entraîne un taux de désalinisation plus faible mais un flux d'eau plus élevé. Par la suite, des calculs numériques basés sur le modèle ont été effectués pour établir une équation de transport raisonnable pour prédire la concentration et le taux de rétention des principaux ions magnésium et lithium. Comparés aux résultats expérimentaux, un écart de moins de 5,5 % a été obtenu, confirmant l'exactitude du modèle dans la description du transfert de masse ionique. Enfin, des techniques de dynamique des fluides computationnelle ont été utilisées pour simuler les équations du modèle dans les sous-domaines d'alimentation et de perméat, démontrant que les caractéristiques d'écoulement sont conformes à la réalité. Ainsi, le modèle de transport établi présente une précision de prédiction plus élevée pour la séparation des ions par NF que les modèles unidimensionnels.