CN105347422B - 一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，以膜疏水型聚偏氟乙烯微孔滤膜为多孔载体，以1‑丁基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐为离子液体，采用浸渍法将多孔载体膜浸渍在离子液体中，由于表面张力的作用，离子液体充满载体膜的膜孔而形成离子液体支撑液膜；将支撑液膜固定于料液相(氰化废水)与解析相(氢氧化钠溶液)的中间，液膜两侧进行搅拌传质，最终在解析液中富集回收氰化物；本发明模仿生物膜主动传输的特性，具有选择性好、分离效率高、富集倍数大、能耗低、操作简便、处理周期短的特点，氰化物可回收利用，易于工程化应用，并且膜相能重复使用的优势，去除率可达到95％以上，可实现对氰化物高效处理与资源回收利用。

Description

一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的 方法
技术领域
本发明属于环境化工技术领域，特别涉及一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法。
背景技术
在工业生产过程中，氰化物的来源非常广泛，冶金化工、选矿、金属加工、塑料、电镀、农药、炼焦、炼油、热处理及有机玻璃/丙烯睛合成等生产工艺过程中都有水量、浓度不等的含氰废水排出。常规处理氰化废水的方法大致分为破坏法和回收法两类，破坏法主要针对的是低浓度氰化废水，回收法主要针对高浓度氰化废水和一些含有回收价值金属的氰化废水。碱性氯化法是目前国内应用比较广泛的处理氰化废水的方法，处理程度比较深，能较好的满足氰化废水排放的需要，其不足之处是不能破坏稳定的金属络合物；采用高铁酸盐氧化法处理效果和碱性氧化法类似，并且在破氰过程中没有产生对环境有害的物质，但其不足之处是在于药剂合成难度较大，成本太高，目前尚未在水处理中大规模推广应用；酸化挥发-碱吸收法是一种处理高、中质量浓度氰化废水的传统方法，国内外选矿厂早期都在采用该方法，药剂来源广，价格低，废水对药剂影响小，而缺点是处理的废水一般难以达到排放标准，需要进行二次处理才能达到排放标准。相对于其他方法，膜分离法无二次污染，可实现污染物资源化，能耗低，有较好的经济效应，但缺点是膜污染较为严重。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，从改进支撑液膜膜液相组成的角度来提高支撑液膜的稳定性，离子液体支撑液膜最大的优点在于利用了离子液体零挥发性和黏度大的特点，有效减少了膜液的挥发损失和微孔中的流失损失，这一点可以克服传统支撑液膜存在的最大问题；同时，离子液体具有可设计性和在有机物体系中良好的溶解性能，这样可以通过改变离子液体的阴阳离子组成，针对特定的分离体系设计出性能独特的离子液体支撑液膜；该技术具有选择性好、分离效率高、富集倍数大、能耗低、操作简便、处理周期短的特点，氰化物可回收利用，易于工程化应用，并且膜相能重复使用的优势，去除率可达到95％以上，可实现对氰化物高效处理与资源回收。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，将多孔载体膜浸渍在离子液体中形成离子液体支撑液膜，用该离子液体支撑液膜萃取含氰废水中的氰化物。
萃取后，在解析液中回收氰化物，更换新的料液相和解析相，离子液体支撑液膜用于下一次萃取，从而实现重复利用。相比较传统的支撑液膜，离子液体作为膜相不易流失，提高使用效率，得以循环使用。
所述多孔载体膜可以为疏水型聚偏氟乙烯微孔滤膜(PVDF)。
所述离子液体可以为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)。
将干燥的多孔载体膜放置于预先注入离子液体的培养皿中，使离子液体完全浸没多孔载体膜，以保证膜孔充满离子液体，浸泡15-180min，由于表面张力的作用，离子液体充满载体膜的膜孔。将多孔载体膜从培养皿中取出，回收表面附着的离子液体，清除表面的膜液后，形成离子液体支撑液膜。
所述萃取的方法为：
将离子液体支撑液膜固定于料液相氰化废水与解析相的中间，离子液体支撑液膜两侧进行搅拌传质，最终在解析液中富集回收氰化物。搅拌的速度为120～500rmp，萃取时间30～200min。
所述解析液可以为氢氧化钠溶液，浓度为1～5mol/L，pH＝9～13。
所述氰化废水浓度100～500mg/L，用硫酸调节pH为1～5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的离子液体支撑液膜，富集倍数大，萃取与反萃取一步完成，选择性好，其去除率可达到95％以上，具有氰化物可回收的优点。
2、本发明制备的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)离子液体支撑液膜稳定性高，反应后膜相不易流失。
3、本发明采用低速机械搅拌接触回收氰化物，流程简单，操作条件温和、快捷便利，且富集周期短，处理容量较大。
3、本发明采用的离子液体支撑液膜膜相能多次重复利用。
4、本发明对不同浓度氰化废水(100～500mg/L)都有较好的去除效果。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
将干燥好的PVDF放置于预先注入[Bmim]PF6的培养皿中，使离子液体完全浸没PVDF，以保证膜孔充满离子液体；浸泡3h，将基膜从培养皿中取出，回收表面附着的离子液体，清除表面的膜液后，形成离子液体支撑液膜。
以下实例均使用以上制备的离子液体支撑液膜去除氰化物。
实施例1
如图1所示，分别以1.0mol/L、3.0mol/L、5.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，料液相为468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，已用硫酸调节pH为5)，搅拌萃取时间为60min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，废水中氰化物去除率分别为82.92％、95.05％、87.06％。
实施例2
如图1所示，以3.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，分别以117.09mg/L、234.18mg/L、468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，已用硫酸调节pH为5)为料液相，搅拌萃取时间为60min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，废水中氰化物去除率分别为80.95％、89.60％、95.05％。
实施例3
如图1所示，以3.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，料液相三组浓度为468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，分别用硫酸调节pH为1,3,5)，搅拌萃取时间为60min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，废水中氰化物去除率分别为72.95％、87.90％、95.05％。
实施例4
如图1所示，以3.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，料液相三组浓度为468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，已用硫酸调节pH为5)，分别搅拌萃取时间为30、90、200min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，废水中氰化物去除率分别为60.55％、95.90％、95.15％。
实施例5
如图1所示，以3.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，料液相浓度为468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，已用硫酸调节pH为5)，分别搅拌萃取时间为60min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，重新加入新的氰化废水和解析相，再次进行萃取重复实验，同样操作四次后，废水中氰化物去除率依次为96.25％、94.02％、90.69％、88.57％、82.16％。
从以上实施例可以发现，以3.0mol/L的氢氧化钠溶液为解析相，料液相三组浓度为468.36mg/L的氰化废水(来源于河南某黄金冶炼厂，已用硫酸调节pH为5)，搅拌萃取时间为60min，搅拌速度为200rmp，经过离子液体支撑液膜萃取后，三次平均实验结果得出，废水中氰化物去除率均值为95.05％，该方法可在较短的周期内实现较高的去除效率，离子液体支撑液膜性能优良、可靠、耐用。

Claims (10)

1.一种利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，将多孔载体膜浸渍在离子液体中形成离子液体支撑液膜，用该离子液体支撑液膜萃取含氰废水中的氰化物。
2.根据权利要求1所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述多孔载体膜为疏水型聚偏氟乙烯微孔滤膜。
3.根据权利要求1所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
4.根据权利要求1或2或3所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，将干燥的多孔载体膜放置于预先注入离子液体的培养皿中，使离子液体完全浸没多孔载体膜，以保证膜孔充满离子液体，浸泡15-180min，将多孔载体膜从培养皿中取出，回收表面附着的离子液体，清除表面的膜液后，形成离子液体支撑液膜。
5.根据权利要求1所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述萃取的方法为：
将离子液体支撑液膜固定于氰化废水与解析液的中间，离子液体支撑液膜两侧进行搅拌传质，最终在解析液中富集回收氰化物。
6.根据权利要求5所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述解析液为氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求6所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为1～5mol/L，pH＝9～13。
8.根据权利要求5或6或7所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述搅拌的速度为120～500rmp，萃取时间30～200min。
9.根据权利要求1所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，所述氰化废水浓度100～500mg/L，用硫酸调节pH为1～5。
10.根据权利要求1所述利用离子液体支撑液膜技术去除含氰废水中氰化物的方法，其特征在于，萃取后，在解析液中回收氰化物，离子液体支撑液膜用于下一次萃取，从而实现重复利用。
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