CN102703729A - 一种回收溶液中镍的方法 - Google Patents
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Abstract
一种回收溶液中镍的方法,包括下述工艺步骤:在制乳器中,投入表面活性剂Span854-6%,流动载体TBP3-5%,液体石蜡1%,溶于膜溶剂煤油中,以500r/min的速度搅拌5min,再按油内比为1:1,以10-20mL/min的速度向制乳器中滴加1-2mol/L的NH3•H2O溶液后,在转速为4000-6000r/min条件下搅拌15-20min,即可得到乳白色的乳液,将乳液静置设定时间待用;移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液,置于搅拌杯中,以200-400r/min的速度进行搅拌,按乳水比为1:3到1:5,将上述所得,加入搅拌杯后,搅拌10-15min进行提取分离后,将溶液静置分层30min后,分离出乳液待用;将上述步骤中的乳液进行加热-离心联合破乳,将油相与水相分离,循环制乳,水相中富集的镍,得以回收。本发明的乳状液膜稳定性好,对镍离子选择性好,方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及溶液中镍元素的提取技术,是通过建立一种乳状液膜,回收溶液中的镍,达到废水处理并回收利用镍的目的,特别涉及一种回收溶液中镍的方法,属于环境化工领域。
背景技术
镍产品的生产工艺中产生大量的含镍废水,包括电镀、不锈钢生产、印刷电路板等电子产品生产、电池生产等行业,这些废水的含镍浓度在100-1000mg/L不等。镍的污染属于重金属污染,具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点,危害大、治理成本高。若含镍废水直接排放,不但严重污染环境, 而且造成镍资源浪费。因此, 有必要进行回收处理, 一方面可以保护环境;另一方面也可以为企业带来一定的经济效益。
目前,常用的从含镍溶液中富集镍的方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法、反渗透、电渗析等, 但这些技术均存在着一定的不足之处。化学沉淀法会产生大量废渣,若处理不当会造成二次污染;离子交换法、电解法、反渗透、电渗析等方法,又存在处理能力小、工艺操作复杂、投资较大等缺点。因此,选用一种节能、环保的方法回收溶液中的镍元素,将会为镍资源回收利用以及上述行业的清洁生产提供有益的帮助。
乳状液膜技术具有富集比高、提取传质速度快、选择性好、二次污染少等显著优点。采用乳状液膜法提取溶液中的镍,不但达到镍与废水分离的目的,而且液膜可以重复利用,另外镍亦可得以富集回收。该技术实现了资源回用与环境保护的双重功效;将乳状液膜法用于镍的回收,更能符合清洁生产的要求。
查阅国内外文献和专利,关于采用乳状液膜技术提取镍元素的研究已有报道,但外相离子浓度较高时,去除效果不够理想。本文采用分子量较大、链更长的Span85做表面活性剂,与价廉易得的TBP、液体石蜡、以及市售煤油,作为膜相,所制乳液具有更高的稳定性,提取效果也更理想;提取镍后的乳液经破乳后,油相可以重复利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种回收溶液中镍的方法,本发明工艺简单、提取效率高,有利于该技术的工业化应用。
采用的技术方案是:
一种回收溶液中镍的方法,包括下述工艺步骤:
(1)制乳:在制乳器中,按体积比,投入表面活性剂Span85(失水山梨醇油酸三酯,相对分子质量为956.86)4-6%,流动载体TBP(磷酸三丁酯,分子式为C12H27O4P)3-5 %,液体石蜡为1 %,溶于膜溶剂以质量比为90%的煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1-2 mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为4000-6000 r/min条件下搅拌15-20min,即可得到乳白色的乳液,将乳液静置一定的时间待用;
(2)提取分离:移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液,置于搅拌杯中,以200-400 r/min的速度进行搅拌;按乳水的体积比为1:3到1:5,将步骤(1)中所制得的白色乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌10-15 min后,将溶液静置分层30 min,进行提取分离,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液,然后静置分离出乳液待用;
(3)破乳:将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳,将经过提取分离后的乳液,置于恒温水浴锅中,在温度为90℃条件下,加热破乳2h;然后,再将乳液置于离心机中,在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min,并将油相与水相分离,将油相重复利用,再制新乳,得到的水相即为镍的浓缩液;油相重复利用,循环制乳,水相中富集的镍,得以回收。
实验例1:
在制乳器中,按体积比,Span85为5%, TBP为4%,液体石蜡为1 %,溶于90%的煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加1mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为4500 r/min条件下搅拌20min,得到乳白色的乳液;将乳液静置5h。
移取300ml含镍浓度为500mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中,以300 r/min的速度进行搅拌;按乳水比(体积比)1:3,将上述所制得的乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min。提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达95%。
实验例2:
在制乳器中,按体积比Span85为4%, TBP为5%,液体石蜡为1 %,溶于90%的煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以15mL/min的速度向制乳器中滴加1mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为6000 r/min条件下搅拌20min,得到乳白色的乳液;将乳液静置5h。
移取300ml含镍浓度为600mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中,以400 r/min的速度进行搅拌;按乳水比(体积比)1:3,将上述所制得的乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min。提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达93%。
实验例3:
在制乳器中,按体积比Span85为5%, TBP为4%,液体石蜡为1 %,溶于90%的煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以20mL/min的速度向制乳器中滴加1.5mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为5000 r/min条件下搅拌20min,得到乳白色的乳液;将乳液静置5h。
移取300ml含镍浓度为800mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中,以300 r/min的速度进行搅拌;按乳水比(体积比)1:3,将上述所制得的乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min。提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达94%。
采用加热-离心联合破乳法对上述经提取分离后的乳液进行破乳研究。将经过提取分离后的乳液,置于恒温水浴锅中,在温度为90℃条件下,加热破乳2h;然后,再将乳液置于离心机中,在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min。乳液的破乳率可达96%。
实验例4:
将实例1中提取分离后的乳液,采用加热-离心联合破乳法进行破乳。破乳后,将油相回收后重新制乳。即将破乳后,分离出来的油相置于制乳器中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加1mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为6000 r/min条件下搅拌20min,得到乳白色的乳液;将乳液静置5h。
移取300ml含镍浓度为500mg/L的硫酸镍溶液,置于搅拌杯中,以400 r/min的速度进行搅拌;按乳水比(体积比)1:3,将上述所制得的乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min。提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液。外相溶液镍离子的回收率可达92%。
本发明的优点在于:
1、本发明的乳状液膜所选用的药剂均是常见的、价格较便宜的药剂,成本低,易实现;
2、本发明的乳状液膜稳定性好,对镍离子选择性好;
3、本发明的乳状液膜在处理量较大时,处理效果更好,因此也更适合于工业化应用;
4、本发明所提供的实验方法,工艺简单,提取效率高,经提取分离后的乳液,可以经破乳后重复利用,镍亦可以回收利用,膜相可以重复利用,二次污染少,符合行业清洁生产的要求。
具体实施方式
一种回收溶液中镍的方法,包括下述工艺步骤:
(1)制乳:在制乳器中,按体积比,投入表面活性剂Span85(失水山梨醇油酸三酯,相对分子质量为956.86)5%,流动载体TBP(磷酸三丁酯,分子式为C12H27O4P)4 %,液体石蜡为1 %,溶于膜溶剂煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加1.5 mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为5000 r/min条件下搅拌20min,即可得到乳白色的乳液,将乳液静置5h待用;
(2)提取分离:移取一定量含镍浓度为300mg/L的溶液,置于搅拌杯中,以400 r/min的速度进行搅拌;按乳水的体积比为1:3,将步骤(1)中所制得的白色乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min进行提取分离;提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液,然后静置分离出乳液待用;
(3)破乳:将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳,将经过提取分离后的乳液,置于恒温水浴锅中,在温度为90℃条件下,加热破乳2h;然后,再将乳液置于离心机中,在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min,并将油相与水相分离,将油相重复利用,再制新乳,得到的水相即为镍的浓缩液;油相重复利用,循环制乳,水相中富集的镍,得以回收。
Claims (2)
1.一种回收溶液中镍的方法,其特征在于,包括下述工艺步骤:
(1)制乳:在制乳器中,按体积比,投入表面活性剂Span85 4-6%,流动载体TBP 3-5 %,液体石蜡1 %,溶于膜溶剂煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以10-20 mL/min的速度向制乳器中滴加1-2 mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为4000-6000 r/min条件下搅拌15-20min,即可得到乳白色的乳液,将乳液静置一定的时间待用;
(2)提取分离:移取一定量含镍浓度为100-500mg/L的溶液,置于搅拌杯中,以200-400 r/min的速度进行搅拌;按乳水的体积比为1:3到1:5,将步骤(1)中所制得的白色乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌10-15 min进行提取分离;提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液,然后静置分离出乳液待用;
((3)破乳:将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳,将经过提取分离后的乳液,置于恒温水浴锅中,在温度为90℃条件下,加热破乳2h;然后,再将乳液置于离心机中,在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min,并将油相与水相分离,将油相重复利用,再制新乳,得到的水相即为镍的浓缩液;油相重复利用,循环制乳,水相中富集的镍,得以回收。
2.根据权利要求1所述的一种回收溶液中镍的方法,其特征在于,包括下述工艺步骤:
(1)制乳:在制乳器中,按体积比,投入表面活性剂Span85 5%,流动载体TBP 4 %,液体石蜡1 %,溶于膜溶剂煤油中,以500 r/min的速度搅拌5 min;再按油内比为1:1,以20 mL/min的速度向制乳器中滴加1.5 mol/L的NH3·H2O溶液,待滴加完毕后,在转速为5000 r/min条件下搅拌20min,即可得到乳白色的乳液,将乳液静置5h待用;
(2)提取分离:移取一定量含镍浓度为300mg/L的溶液,置于搅拌杯中,以400 r/min的速度进行搅拌;按乳水的体积比为1:3,将步骤(1)中所制得的白色乳液加入搅拌杯;加完乳液后,继续搅拌15 min进行提取分离;提取分离结束后,将溶液静置分层30 min,得到富集镍的乳液和被去除了镍的外相溶液,然后静置分离出乳液待用;
(3)破乳:将步骤(2)中富集镍的乳液进行加热-离心联合破乳,将经过提取分离后的乳液,置于恒温水浴锅中,在温度为90℃条件下,加热破乳2h;然后,再将乳液置于离心机中,在转速为4000 r/min的条件下,离心破乳20min,并将油相与水相分离,将油相重复利用,再制新乳,得到的水相即为镍的浓缩液;油相重复利用,循环制乳,水相中富集的镍,得以回收。
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