CN113149123A - 利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法 - Google Patents

利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,属于贵金属废水处理技术领域所述改性聚合物吸附剂由包括如下步骤制备而得:(1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合,加入有机溶剂,得固液混合液;(2)在保护气体气氛下,将上述固液混合液进行加热反应,得改性聚合物混合液;(3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温,洗涤,离心,烘干,得改性聚合物吸附剂;其中,所述负载基底为多孔吸附材料。所述处理方法可充分发挥药剂的特性和优势,使得吸附剂具有对贵金属离子的高选择性、高吸附容量、高吸附速率、性能稳定等效果,后期通过分离回收单元实现贵金属的回收。

Description

利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的 处理方法
技术领域
本发明属于贵金属回收技术领域,具体涉及一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法。
背景技术
贵金属常被用于珠宝、催化、电子器械等领域,但其在自然环境中含量低,因此其回收和分离至关重要。目前,贵金属回收的主要来源为有色冶金和二次资源,例如,有色冶金废水中金等贵金属的含量在0-10mg/L左右,其巨大的排放量使得其中的贵金属含量十分可观;二次资源中的电子垃圾更是被称为“沉睡的矿产”,例如一吨废弃的手机含金量超过270g。
从废水中回收贵金属所采用的方法包括溶剂萃取法、电沉积法、吸附法、离子交换法等。溶剂萃取法应用较为广泛,主要是利用溶剂萃取溶液中的贵金属离子,常用的含氧类萃取剂(如二丁基卡必醇)和含硫类萃取剂(如二正辛基硫醚),主要缺点是过程复杂,需要大量有机溶剂。
电沉积法运用电解的原理,采用直流电进行氧化还原反应,利用还原反应在阴极上析出贵金属,如金、银等,但对于贵金属含量较低,其他共存金属离子含量高的冶炼废水回收有一定的困难,选择性也不高。
吸附法回收贵金属是采用一些多孔吸附材料(如活性炭)、无孔吸附材料(如壳聚糖)以及纳米吸附材料(如碳纳米管)等进行吸附金属离子,利用固液分离即可实现贵金属的回收,具有操作简单的特点。
常用的吸附剂包括聚硫代酰胺线型聚合物吸附剂,然而,由于合成聚硫代酰胺线型聚合物的前体物的原料成本较高,大大提高其生产成本,使其不能广泛应用。聚硫代酰胺聚合物的吸附剂吸附速率相对较低,导致处理时间较长。
发明内容
本发明提供一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,通过采用高选择性、高吸附容量、高吸附速率的改性聚合物吸附剂,实现高选择性、高吸附容量、高吸附速率吸附回收废水中的贵金属。
本发明提出一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,所述改性聚合物吸附剂由包括如下步骤制备而得:
(1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合,加入有机溶剂,得固液混合液;
(2)在保护气体气氛下,将上述固液混合液进行加热反应,得改性聚合物混合液;
(3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温,洗涤,离心,烘干,得改性聚合物吸附剂;
其中,所述负载基底为多孔吸附材料。
进一步地,步骤(1)中,多元羰基化合物中羰基摩尔数:多元胺基化合物中胺基摩尔数:硫单质中硫原子摩尔数的比例为(1~6):1:(1~6);
步骤(1)中,所述负载基底与硫单质的质量比为(0.5-10):1。
进一步地,步骤(1)中,所述多元胺基化合物含伯胺基或仲胺基;
优选的,所述多元胺基化合物包括己二胺、哌嗪、对苯二胺、乙二胺、1,4-环己二胺、二甲基丙二胺、N N'-二乙基乙二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、4,4'-二氨基二苯醚、N N'-二乙基乙二胺、N N'-二乙基乙二胺、对苯二甲胺、1,3-二(4-哌啶基)丙烷、邻苯二乙胺中至少一种;
步骤(1)中,所述多元羰基化合物含醛基或羧基;
优选的,所述多元羰基化合物包括聚氨酯、对苯二甲醛、对甲基苯磺酸、间苯二甲酸、2,5-噻吩二甲醛、1H-吡咯-2,5-二甲醛、邻苯二甲醛、吡啶-2,6-二甲醛、1,4-二乙酰苯中至少一种。
进一步地,步骤(1)中,所述多孔吸附材料包括活性炭、硅藻土、碳纳米管、炭凝胶、活性碳纤维以及碳基复合材料中至少一种。
进一步地,步骤(2)中,加热反应的温度为60℃-120℃;加热反应的时间为4-24h。
进一步地,步骤(3)中,所述洗涤的次数为4-6次;
所述离心的转速为5000-13000rpm;所述离心的时间为5-10分钟;
所述烘干的温度为20℃-50℃;
所述烘干采用真空干燥12小时以上。
进一步地,所述处理方法所用装置包括调节单元、加药单元、回收分离单元和调控辅助单元;所述调节单元、加药单元和回收分离单元按照先后相连通;
所述调控辅助单元包括用于检测进水量的水量检测模块,用于监测进水、出水的水质贵金属离子含量及pH值的水质监测模块。
进一步地,所述调节单元包括调节池、加药泵;所述调节池与用于添加酸或碱的加药泵相连通,调节池与加药泵之间设有用于控制加药泵工作的pH控制器;
所述加药单元包括悬浮床反应器;
所述回收分离单元包括旋流分离器和回转炉。
进一步地,所述水量检测模块包括电磁流量计,用于检测调节池内的进水量;
所述水质监测模块包括贵金属离子在线分析仪和pH检测计,用于监测调节池内的进水、旋流分离器处理后的出水的水质贵金属离子含量及pH值。
进一步地,所述废水为含有贵金属离子的废水;
所述含有贵金属离子的废水包括冶炼废水、电路板拆解废液;
所述废水中贵金属离子浓度为1~3000mg/L。
本发明具有以下优势:
本发明提出的利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,所述改性聚合物吸附剂添加多孔吸附材料作为负载基底,将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合,由于采用具有多孔结构的吸附材料作为负载基底,可显著提高吸附速率和吸附容量,使所得吸附剂具有负载稳定性强,吸附速率快,选择性强,吸附容量大的优异性能,从而有效提高吸附效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明制备例1所制备的改性聚合物吸附剂和对比制备例1-1聚合物吸附剂的扫描电镜图。
图2是本发明制备例1所制备的改性聚合物吸附剂、对比制备例1-1中聚合物吸附剂和对比制备例1-2单独用负载基底活性炭的金吸附量曲线。
图3为本发明实施例1中选择性吸附回收贵金属的废水处理工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明一实施例提出一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,所述改性聚合物吸附剂由包括如下步骤制备而得:
(1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合,加入有机溶剂,得固液混合液;
(2)在保护气体气氛下,将上述固液混合液进行加热反应,得改性聚合物混合液;
(3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温,洗涤,离心,烘干,得改性聚合物吸附剂;
其中,所述负载基底为多孔吸附材料。
本发明实施例提出的利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,采用改性聚合物吸附剂,可有效提高吸附效果。所述改性聚合物吸附剂通过负载改性的方式,采用多孔吸附材料作为负载基底,将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合,使得所得改性聚合物吸附剂比表面积大,吸附性强,对贵金属具有高选择性、高吸附速率和高吸附容量,并且,适宜pH范围宽,可完全热解。由于采用负载基底作为原料,明显降低了原料成本及生产成本,便于工业化大批量生产,具有较好的应用前景。
具体而言,本发明实施例处理方法中,所选用的改性聚合物吸附剂,采用多孔吸附材料作为负载基底,与多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合,有效提高聚合反应效果,同时,多孔吸附材料表面的羧基或胺基等官能团也可参与聚合反应,进一步提高聚合效果,增强吸附剂的稳定性。
并且,由于多孔吸附材料具有孔道结构,可提高聚合物吸附剂的比表面积,进而提高废液中贵金属离子与聚合物吸附剂的接触时间,从而增强吸附速率。
此外,多孔吸附材料具有孔道结构,可使得吸附容量增加。所得吸附剂可通过吸附剂表面官能团与贵金属离子之间的配位吸附、聚合物与贵金属离子之间的静电吸附、吸附剂负载基底与贵金属离子之间的还原吸附等多重作用吸附贵金属离子,使所得吸附剂选择性强,吸附容量高。
本发明一实施例中,步骤(1)中,多元羰基化合物中羰基摩尔数:多元胺基化合物中胺基摩尔数:硫单质中硫原子摩尔数的比为(1~6):1:(1~6)。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述负载基底与硫单质的质量比为(0.5-10):1。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述硫单质为升华硫。硫单质俗称硫磺,淡黄色晶体。升华硫是指硫磺在高温下气化变成气体,如果气化的硫未及燃烧就被带走,在燃点温度(约250℃)以下不能继续燃烧,冷却时复凝结成固体,即含硫(S)不得少于98.0%,称为升华硫。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述多元胺基化合物含伯胺基或仲胺基。具体地,所述多元胺基化合物包括己二胺、哌嗪、对苯二胺、乙二胺、1,4-环己二胺、二甲基丙二胺、NN'-二乙基乙二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、4,4'-二氨基二苯醚、N N'-二乙基乙二胺、N N'-二乙基乙二胺、对苯二甲胺、1,3-二(4-哌啶基)丙烷、邻苯二乙胺中至少一种。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述多元羰基化合物含醛基或羧基。所述多元羰基化合物可以包括聚氨酯、对苯二甲醛、对甲基苯磺酸、间苯二甲酸、2,5-噻吩二甲醛、1H-吡咯-2,5-二甲醛、邻苯二甲醛、吡啶-2,6-二甲醛、1,4-二乙酰苯中至少一种。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述多孔吸附材料包括活性炭、硅藻土、碳纳米管、炭凝胶、活性碳纤维以及碳基复合材料中至少一种。其中,所述碳基复合材料为以碳材料为基体的复合材料,包括碳/石墨复合材料、碳碳复合材料等。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中至少一种。
本发明一实施例中,步骤(1)中,所述多元羰基化合物在有机溶剂中的浓度为0.1-2mol/L。
本发明一实施例中,步骤(2)中,所述保护气体为氮气或惰性气体。
本发明一实施例中,步骤(2)中,加热反应的温度为60℃-120℃;加热反应的时间为4-24h。
本发明一实施例中,步骤(3)中,所述洗涤的次数为4-6次。
所述离心的转速为5000-13000rpm;所述离心的时间为5-10分钟。
所述烘干的温度为20℃-50℃。
所述烘干采用真空干燥12小时以上。
本发明一实施例中,所述废水处理的方法所用装置包括调节单元、加药单元、回收分离单元和调控辅助单元;所述调节单元、加药单元和回收分离单元按照先后相连通,所述调控辅助单元包括用于检测进水量的水量检测模块,用于监测水质中贵金属离子含量及pH的水质监测模块。
具体地,所述调节单元包括调节池、加药泵;所述调节池与用于添加酸或碱的加药泵相连通,从而实现控制调节池中pH的目的。具体地,根据pH值检测计的反馈,通过控制调节池内加药泵自动启闭,调节污水pH值至0~6,所用酸为盐酸、硫酸或硝酸,碱为氢氧化钠或氨水。
具体地,所述加药单元包括悬浮床反应器;加药单元内水力停留时间在1h以上。
具体地,所述回收分离单元包括旋流分离器和回收炉。所述旋流分离器为固液旋流分离器,将分离出来的固体吸附剂送入回收炉,上清液则送至下游处理模块。
具体地,所述水量检测模块包括电磁流量计,用于检测调节池内的进水量。所述电磁流量计设于进水口处,用于监测进水的流量。
所述水质监测模块包括贵金属离子在线分析仪和pH检测计。贵金属离子在线分析仪用于监测进水水质中贵金属离子的含量和出水水质中贵金属离子的含量,pH检测计用于监测进水水质的pH和出水水质的pH。
所述进水水质监测模块的检测探头传感器位于调节池的进水处,出水水质监测模块的检测探头传感器位于系统出水处。
具体地,所述回转炉的温度为800~1300℃,回转炉内停留时间为1小时以上。
具体地,所述废水为含有贵金属离子的废水。所述含有贵金属离子的废水包括冶炼废水、电路板拆解废液。所述废水中贵金属离子浓度为1~3000mg/L。废水的pH为0.1-6。
下面将结合实施例详细阐述本发明。
制备例1一种改性聚合物吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)称取48.1mg硫单质、145.6mg对苯二乙酸、58.1mg己二胺及24mg活性炭于20mL的耐压管中,加入2mLN,N-二甲基乙酰胺,加入磁转子搅拌12分钟,放入超声仪中超声12分钟,得固液混合液;
(2)将步骤(1)得到的固液混合液抽真空至无气泡,充入氮气,加热至100℃反应15小时,得到改性聚合物混合液;
(3)将步骤(2)得到的改性聚合物混合液加入4mL N,N-二甲基甲酰胺,搅拌10分钟,慢慢滴加至100mL甲醇中,离心5分钟,除去上清液收集沉淀物;然后再用甲醇对沉淀物洗涤,洗涤后再次离心处理5分钟,除去上清液,如此重复5次,最后将离心后的沉淀物置于真空干燥箱内,在40℃下干燥12小时,即得到用于选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂。
所制备的改性聚合物吸附剂的扫描电镜图参阅图1a,电镜结果显示,块状活性炭表面成功负载上了球状的聚合物,得到改性聚合物吸附剂。
对比制备例1-1一种聚合物吸附剂的制备方法
实施例1-1,不同之处在于,步骤(1)中不添加活性炭。所制备的聚合物吸附剂的扫描电镜图参阅图1b,电镜结果显示,聚合物成团聚状。
对比制备例1-2
直接采用活性炭作为吸附剂。
实施例1一种利用改性聚合物吸附剂进行废水处理的方法,包括下述步骤:
(1)选择某型号废弃CPU经过N-溴代琥珀酰亚胺和吡啶溶解后的废水作为待处理CPU废水,金属溶解以离子形式进入溶液中(包括金、铜、镍、钴、镉、铯、锰);
(2)将CPU废水送入调节池,通过pH检测计检测进水pH,并反馈给pH控制器,控制酸/碱加药泵自动启闭,从而调节CPU废水pH值至3.0,完成调节后的CPU废水进入加药单元;
(3)根据电磁流量计反馈的进水水量和贵金属在线分析仪反馈的贵金属的浓度,控制加药单元中的改性聚合物吸附剂(制备例1所得)投加量为0.25g/L,通入分离回收单元,水力停留时间2h;
(4)加药单元的出水进入分离回收单元后,通过固液旋流分离器,固体进入回转炉,温度为1000℃,停留时间为4h,所得固体为固体贵金属,纯度在90%以上,上清液通过贵金属在线分析仪分析出水中贵金属的浓度,测定结果见表1。
表1改性聚合物吸附剂对CPU废水处理结果(单位:mg/L)
指标
处理前 8 1400 100 50 6.0 5.3 2.5
处理后 0.01 1400 100 50 6.0 5.3 2.5
去除率 99.9% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
为了进一步测试制备例1-1、对比制备例1-1、对比制备例1-2所得各吸附剂对金的吸附效果,将5mg的吸附剂加入到含20mL、250mg/L的Au(III)溶液中,用磁转子搅拌均匀,每隔一定时间取样后,采用GB/T 30902-2014检测剩余Au(III)浓度计算吸附容量,结果见图2。
参阅图2,将对比制备例1-1所得聚合物吸附剂、对比制备例1-2活性炭对金的吸附量随时间变化与制备例1所得改性聚合物吸附剂进行对比,变化曲线的斜率可以表示吸附速率。由变化曲线可得,制备例1制备得到的改性聚合物吸附剂的吸附速率明显高于未经改性的聚合物吸附剂以及活性炭。
除此之外,为了进一步测试吸附剂的最高吸附容量,调整处理废水为含金浓度较高的待处理废水,如待处理废水中金初始浓度为1g/L、pH=3时,吸附剂的浓度为0.25g/L,处理6小时后,吸附剂的最高吸附容量可达2000mgAu/g。而对比例1未经改性的聚合物吸附剂在此条件下,最高吸附容量仅为1300mgAu/g。
制备例2一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)称取481mg硫单质、1750mg哌嗪、1660mg对苯二甲醛及200mg聚氨酯于耐压管中,加入20mLN,N-二甲基乙酰胺,加入磁转子搅拌12分钟,放入超声仪中超声12分钟,得固液混合液;
(2)将步骤(1)得到的固液混合液抽真空至无气泡,充入氮气,加热至100℃反应15小时,得到改性聚合物混合液;
(3)将步骤(2)得到的改性聚合物混合液慢慢滴加至200mL甲醇中,离心5分钟,除去上清液收集沉淀物;然后再用甲醇对沉淀物洗涤,洗涤后再次离心处理5分钟,除去上清液,如此重复5次,最后将离心后的沉淀物置于真空干燥箱内,在50℃下干燥12小时,即得到用于选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂。
实施例2一种利用改性聚合物吸附剂进行废水处理的方法,包括下述步骤:
(1)选择某废弃型号PCBs板经过NaOH(10M)、HNO3/HCl(1M)进行处理作为待处理废水;
(2)将PCBs废水进入调节池,通过pH检测计检测pH,并反馈给pH控制器,控制酸/碱加药泵自动启闭,调节PCBs废水pH值至0.1,完成调节后的PCBs废水进入加药单元;
(3)根据电磁流量计反馈的进水水量和贵金属在线分析仪反馈的贵金属的浓度,控制加药单元中的改性聚合物吸附剂(制备例2所得)投加量为1g/L,通入分离回收单元,水力停留时间3h;
(4)加药单元的出水进入分离回收单元后,通过固液旋流分离器,固体进入回转炉,温度为1000℃,停留时间为4h,所得固体为固体贵金属,纯度在90%以上,上清液通过贵金属在线分析仪分析出水中贵金属的浓度,测定结果见表2。出水还可进入下游处理系统进一步处理其余重金属离子。
表2改性聚合物吸附剂对PCBs废水处理结果(单位:mg/L)
指标
处理前 2.6 810 86 310 910 21 286
处理后 0.01 810 86 310 910 21 286
去除率 99.6% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
制备例3一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)称取240mg硫单质、420mg二苯乙二酮、830mg间苯二甲酸及50mg硅藻土于耐压管中,加入20mLN-甲基吡咯烷酮,加入磁转子搅拌12分钟,放入超声仪中超声12分钟,得固液混合液;
(2)将步骤(1)得到的固液混合液抽真空至无气泡,充入氮气,加热至100℃反应15小时,得到改性聚合物混合液;
(3)将步骤(2)得到的改性聚合物混合液慢慢滴加至300mL甲醇中,离心5分钟,除去上清液收集沉淀物;然后再用甲醇对沉淀物洗涤,洗涤后再次离心处理5分钟,除去上清液,如此重复5次,最后将离心后的沉淀物置于真空干燥箱内,在50℃下干燥12小时,即得到用于选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂。
实施例3一种利用改性聚合物吸附剂进行废水处理的方法,包括如下步骤:
(1)选择某矿冶炼废水作为待处理废水;
(2)冶炼废水进入调节池,通过pH检测计检测进水pH,并反馈给pH控制器,控制酸/碱加药泵自动启闭,调节冶炼废水pH值至1.0,完成调节后的冶炼废水进入加药单元;
(3)根据电磁流量计反馈的进水水量和贵金属在线分析仪反馈的贵金属的浓度,控制加药单元中的改性聚合物吸附剂(制备例3所得)投加量为2g/L,通入分离回收单元,水力停留时间2h;
(4)加药单元的出水进入分离回收单元后,通过固液旋流分离器,固体进入回转炉,温度为1000℃,停留时间为4h,所得固体为固体贵金属,纯度在90%以上,上清液通过贵金属在线分析仪分析出水中贵金属的浓度,测定结果见表3。出水还可进入下游处理系统进一步处理其余重金属离子。
表3改性聚合物吸附剂对冶炼废水处理结果(单位:mg/L)
指标
处理前 0.12 28 46 225 680 1509
处理后 0.0 28 46 225 680 1509
去除率 100% 0% 0% 0% 0% 0%
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用改性聚合物吸附剂选择性吸附回收废水中贵金属离子的处理方法,其特征在于,
所述改性聚合物吸附剂由包括如下步骤制备而得:
(1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合,加入有机溶剂,得固液混合液;
(2)在保护气体气氛下,将上述固液混合液进行加热反应,得改性聚合物混合液;
(3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温,洗涤,离心,烘干,得改性聚合物吸附剂;
其中,所述负载基底为多孔吸附材料。
2.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
步骤(1)中,多元羰基化合物中羰基摩尔数:多元胺基化合物中胺基摩尔数:硫单质中硫原子摩尔数的比例为(1~6):1:(1~6);
步骤(1)中,所述负载基底与硫单质的质量比为(0.5-10):1。
3.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
步骤(1)中,所述多元胺基化合物含伯胺基或仲胺基;
优选的,所述多元胺基化合物包括己二胺、哌嗪、对苯二胺、乙二胺、1,4-环己二胺、二甲基丙二胺、N N'-二乙基乙二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、4,4'-二氨基二苯醚、NN'-二乙基乙二胺、N N'-二乙基乙二胺、对苯二甲胺、1,3-二(4-哌啶基)丙烷、邻苯二乙胺中至少一种;
步骤(1)中,所述多元羰基化合物含醛基或羧基;
优选的,所述多元羰基化合物包括聚氨酯、对苯二甲醛、对甲基苯磺酸、间苯二甲酸、2,5-噻吩二甲醛、1H-吡咯-2,5-二甲醛、邻苯二甲醛、吡啶-2,6-二甲醛、1,4-二乙酰苯中至少一种。
4.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
步骤(1)中,所述多孔吸附材料包括活性炭、硅藻土、碳纳米管、炭凝胶、活性碳纤维以及碳基复合材料中至少一种。
5.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
步骤(2)中,加热反应的温度为60℃-120℃;加热反应的时间为4-24h。
6.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
步骤(3)中,所述洗涤的次数为4-6次;
所述离心的转速为5000-13000rpm;所述离心的时间为5-10分钟;
所述烘干的温度为20℃-50℃;
所述烘干采用真空干燥12小时以上。
7.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
所述处理方法所用装置包括调节单元、加药单元、回收分离单元和调控辅助单元;所述调节单元、加药单元和回收分离单元按照先后相连通;
所述调控辅助单元包括用于检测进水量的水量检测模块,用于监测进水、出水的水质贵金属离子含量及pH值的水质监测模块。
8.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
所述调节单元包括调节池、加药泵;所述调节池与用于添加酸或碱的加药泵相连通,调节池与加药泵之间设有用于控制加药泵工作的pH控制器;
所述加药单元包括悬浮床反应器;
所述回收分离单元包括旋流分离器和回转炉。
9.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
所述水量检测模块包括电磁流量计,用于检测调节池内的进水量;
所述水质监测模块包括贵金属离子在线分析仪和pH检测计,用于监测调节池内的进水、旋流分离器处理后的出水的水质贵金属离子含量及pH值。
10.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,
所述废水为含有贵金属离子的废水;
所述含有贵金属离子的废水包括冶炼废水、电路板拆解废液;
所述废水中贵金属离子浓度为1~3000mg/L。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114574709A (zh) * 2022-03-02 2022-06-03 北京工业大学 一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法
CN116020418A (zh) * 2022-12-21 2023-04-28 清华大学 一种用于贵金属回收的改性金属有机吸附剂及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090286078A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Industry-University Cooperation Foundation, Hanyang University Polyimides dope composition, preparation method of hollow fiber using the same and hollow fiber prepared therefrom
CN204509029U (zh) * 2015-03-10 2015-07-29 云南滇金投资有限公司 处理金银湿法提纯废水的系统
CN109535424A (zh) * 2018-10-22 2019-03-29 华南理工大学 一种聚硫代酰胺类化合物及其制备方法和应用
CN109589953A (zh) * 2018-12-03 2019-04-09 昆明理工大学 一种用于回收金的改性活性炭的制备方法及应用
CN110183675A (zh) * 2019-05-13 2019-08-30 华南理工大学 一种超支化聚硫代酰胺类化合物及其制备方法和应用
CN111992180A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 复旦大学 一种生物质基碳材料的制备方法及其应用于贵金属金的吸附回收

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090286078A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Industry-University Cooperation Foundation, Hanyang University Polyimides dope composition, preparation method of hollow fiber using the same and hollow fiber prepared therefrom
CN204509029U (zh) * 2015-03-10 2015-07-29 云南滇金投资有限公司 处理金银湿法提纯废水的系统
CN109535424A (zh) * 2018-10-22 2019-03-29 华南理工大学 一种聚硫代酰胺类化合物及其制备方法和应用
CN109589953A (zh) * 2018-12-03 2019-04-09 昆明理工大学 一种用于回收金的改性活性炭的制备方法及应用
CN110183675A (zh) * 2019-05-13 2019-08-30 华南理工大学 一种超支化聚硫代酰胺类化合物及其制备方法和应用
CN111992180A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 复旦大学 一种生物质基碳材料的制备方法及其应用于贵金属金的吸附回收

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹文霞: ""基于单质硫的无过渡金属催化的多组分聚合制备含硫功能高分子"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑(月刊)》 *
樊姗: "《石墨烯材料的基础及其在能源领域的应用》", 28 February 2019, 黑龙江大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114574709A (zh) * 2022-03-02 2022-06-03 北京工业大学 一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法
CN114574709B (zh) * 2022-03-02 2023-11-24 北京工业大学 一种基于漂浮式共价有机聚合物材料回收贵金属的方法
CN116020418A (zh) * 2022-12-21 2023-04-28 清华大学 一种用于贵金属回收的改性金属有机吸附剂及其制备方法和应用
CN116020418B (zh) * 2022-12-21 2024-10-29 清华大学 一种用于贵金属回收的改性金属有机吸附剂及其制备方法和应用

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