CN101564673B

CN101564673B - 一种吸收铜离子的液体吸附剂

Info

Publication number: CN101564673B
Application number: CN2009100849116A
Authority: CN
Inventors: 魏刚; 孙刚; 乔宁
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101564673A

Abstract

本发明为一种吸收重金属铜离子的新型液体吸附剂，能对大多数印刷线路板厂和其它电子元件厂排出的富铜离子废水进行吸附和循环利用。为了克服现有固体吸附剂吸收废水中铜离子效率低、再生困难、制备复杂的缺陷，以及其它各种工序处理铜离子的不足，本发明提供一种改性油酸液体吸附剂，该吸附剂环保无毒，在搅拌过程中能充分与废水接触，而且吸附了铜离子后很容易再生。本发明的液体吸附剂，其特征在于，将0.5mol·L-1-2.0mol·L-1的NaOH溶液，按与油酸体积比为1∶10～1∶50的配比加入油酸中，在40～80℃水浴锅中加热搅拌10～50分钟，制得吸收铜离子的液体吸附剂。

Description

一种吸收铜离子的液体吸附剂

技术领域

本发明为一种吸收重金属铜离子的新型液体吸附剂，能对大多数印刷线路板厂和其它电子元件厂排出的富铜离子废水进行吸附处理和循环利用。

背景技术

在处理重金属离子废水的过程中，吸附法是一种比较有效的办法。常见的吸附剂主要有离子交换树脂、生物体、沸石、活性炭及活性污泥。但这些吸附剂大都是固载体吸附剂，其物理状态限制了与废水的充分接触，降低了吸附剂的利用效果。另外，这些吸附剂大部分难以再生，容易造成二次污染。如CN1792834所用的铜离子吸附剂材料为固态的羽毛，没有流动性，与废水接触面小，吸附速度慢，而且不能再生。CN101143312A的粒状赤泥铜离子吸附剂，CN101249990的尼龙膜也呈固态，制备过程和再生过程都比较复杂。在针对处理铜离子废水方面，JP2005111296提出加NaOH进行沉淀。但加碱沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；另外，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时，pH值若偏高，可能有再溶解倾向。JP51139167、JP60096765提出用甲醛将铜离子还原出来，但加入甲醛相当于引进了新的杂质，造成了新的污染。JP6063565专利提出用钯粉将铜置换出来，但钯粉价格昂贵，在工业上不易推广。而本发明改性油酸液体吸附剂可以克服以上各种不足。改性油酸在搅拌的过程中可以变成很多极其微小的油滴，增大了与废水的接触面积，提高了吸附剂的利用率和速率。油酸与水良好的分界性，使其吸附后可与水方便的分离，省去了骨架材料。另外，在本发明中吸附了重金属离子的改性油酸在一定浓度的酸溶液中能够进行再生，脱附，可以重复利用，降低了成本。再生液是有用的硫酸铜溶液。整个方案仅仅涉及到油酸，烧碱，硫酸三种试剂，价格便宜，操作也非常简单。改性油酸本身干净无毒，是一种绿色吸附剂。

发明内容

为了克服现有固体吸附剂吸收废水中铜离子效率低、再生困难、制备复杂的缺陷，以及其它各种工序处理铜离子的不足，本发明提供一种改性油酸液体吸附剂，该吸附剂环保无毒，在搅拌过程中能充分与废水接触，而且吸附了铜离子后很容易再生。

本发明提供了一种吸收铜离子的液体吸附剂，其特征在于，将0.5mol·L^-1-2.0mol·L^-1的NaOH溶液，按与油酸体积比为1∶10～1∶50的配比加入油酸中，在40～80℃水浴锅中加热搅拌10～50分钟，制得吸收铜离子的液体吸附剂。

油酸在改性的过程中，小部分的由H型吸附剂变成Na型吸附剂，提高了与铜离子的离子交换性。加碱量增大，变成Na型的部分也增加，交换的铜离子也增加。但改性时加碱量过量，会使油相耗尽，油酸钠分子大量分散于水相中，使处理后废水变混浊。实验证明，碱与油酸在合理的配比下，吸附量较大，同时油酸钠基本存在于剩余油相(H型部分)中，向水相中分散量很小，离子交换也是限定在油相界面。H型部分此时相当于Na型部分的载体，将Na型部分固定在其相内，使处理后废水干净、清澈。

再生处理方法：加入和吸附剂相比为2到10倍体积的质量分数为10％～30％硫酸溶液，搅拌10～30分钟。此时吸附剂脱出了所吸附的铜离子，被硫酸中的H离子取代，吸附剂得到再生。分离出的吸附剂可进行重复使用。

本发明的有益效果是，该吸附剂制备过程简单，所需药品种类少，价格便宜；液状改性油酸以极小的液滴充分与铜离子废水接触，增大了接触面积，吸附剂利用率高，吸附速度快；再生过程比较容易，油酸可以重复使用，节省成本。

具体实施方式

实例1：

吸附剂的制备：将0.5mol·L^-1 NaOH浓溶液，按与油酸体积比为1比10的配比加入油酸中，在80℃水浴锅中加热搅拌10分钟，制得吸收铜离子的液体吸附剂。

将铜离子浓度为50ppm废水倒入烧杯中，按废水和液体吸附剂体积1000比1加入上述液体吸附剂5ml，放入磁石，放在磁力搅拌器上，调节搅拌速度为300r/min，在20℃的温度条件下，持续约半小时，结束。

经检测，出水铜离子浓度0.2ppm，COD值为78.4ppm，达到国家排放标准.从COD值看出，改性油酸并未向废水中的大量扩散，吸附剂损失率仅为0.47％.。加入到10ml质量分数为10％硫酸，搅拌30分钟，结束。此时吸附剂脱出了所吸附的铜离子，由蓝绿色变为棕褐色，油酸得到再生。再生液是有利用价值的硫酸铜溶液。

吸附剂的重复利用：分离出的油酸重新进行与本实例一样条件的改性，制成吸附剂后重新加入与本实例等体积等浓度的铜离子废水中，在相同的条件下，进行吸附处理，处理后废水铜离子浓度达到0.3ppm，达到国家排放标准。

实例2：

吸附剂的制备：将2mol·L^-1NaOH浓溶液，按与油酸体积比为1比50的配比加入油酸中，在40℃水浴锅中加热搅拌50分钟，制得吸收铜离子的液体吸附剂。

向1L 150ppm的铜离子废水中加入5ml该吸附剂，在40℃时，搅拌吸附10分钟，出水铜离子浓度小于1ppm，COD值为65.2ppm，达到国家排放标准。吸附剂损失率为0.54％.加入到10ml质量分数为30％的硫酸，搅拌10分钟，油酸得到再生。

实例3：

吸附剂的制备：将1mol·L^-1NaOH浓溶液，按与油酸体积比为1比40的配比加入油酸中，在60℃水浴锅中加热搅拌30分钟，制得1L液体吸附剂。

向500L 100ppm的铜离子废水中加入1L该吸附剂，在25℃的室温下，搅拌吸附50分钟，出水铜离子浓度为0.8ppm，COD值为55.2ppm，达到国家排放标准。吸附剂损失率为0.66％.加入到8L质量分数为25％的硫酸溶液中，搅拌20分钟，油酸得到再生。

Claims

1.一种吸收铜离子的液体吸附剂，其特征在于，将0.5mol·L^-1-2.0mol·L^-1的NaOH溶液，按与油酸体积比为1∶10～1∶50的配比加入油酸中，在40～80℃水浴锅中加热搅拌10～50分钟，制得吸收铜离子的液体吸附剂。

2.如权利要求1所述吸附剂的再生方法，其特征是在于：加入和吸附剂相比为2到10倍体积的质量分数为10％～30％硫酸溶液，搅拌10～30分钟。