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  • 乳状液膜法萃取废水中氰化物的特性

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-11-10

    氰化物废水是指含有氰化物的工业废水,主要来自电镀,选矿,稀有金属冶炼,农业,医药,煤气化等行业。氰化物有剧毒,很少量的氰化物会导致人和动物在短时间内死亡。目前,国内外开发的氰化物废水处理方法包括活性炭吸附,高铁酸盐氧化,膜处理,光催化氧化,离子交换,溶剂萃取和电解。上述方法对氰化物的处理有一定的效果,但在某些方面仍存在不足。例如,尽管清华大学开发的溶剂萃取方法已经实现了工业规模的应用,但该方法仅适用于高浓度的含氰废水。电解法适用于高浓度氰化物废水的处理,但电流效率低,难以达到标准排放量。

    乳胶膜技术是由美国华裔李念芝博士于1960年代开发的。它结合了固体膜分离和溶液萃取的特点,形成了一种新的膜分离技术。优点是选择性好,比表面积大,能耗低,分离速度快,传质速率高,一步萃取和反萃取以及膜相的多次重复使用。由于乳化膜分离技术的特点,近年来已广泛应用于稀土元素分离,环保,生物医学,石油化工,金属离子分离等领域。目前,液膜处理氰化物废水的研究仍处于试验阶段。程迪等。用于制药厂氰化物废水的液膜处理,萃取率可达99.99%。回收的氰化钠可用于生产。何定胜等通过液膜法处理焦化厂氰化物废水,提取率达99%。液膜分离作为一种清洁的分离技术,在氰化物废水的处理中具有良好的应用前景。

    在这项研究中,使用Span-80作为表面活性剂,使用三正辛胺(TOA)作为流动载体,使用液体石蜡作为膜助剂,使用煤油作为膜溶剂,使用NaOH溶液对氰化物废水进行内部水相处理,并回收了氰化物。在研究中,研究了表面活性剂的量,流动载体的量以及内相中的NaOH浓度对废水中氰化物萃取率的影响。研究结果为液膜法处理氰化物废水提供了理论和技术依据。

    1种实验方法

    1.1材料,试剂和仪器

    本实验中使用的氰化物废水来自金冶炼厂的提金废水,水质清澈,无色透明。

    表面活性剂是Span-80,载体是三正辛胺(TOA),氢氧化钠溶液,膜溶剂是煤油,膜助剂是液体石蜡,强酸介质是浓硫酸。以上试剂均为化学纯。

    仪器:上海全健机电有限公司高剪切混合乳化机;精密增压电动搅拌机,常州国华电气有限公司;超声波破乳剂,深圳市艾克森自动化设备有限公司

    1.2实验原理

    氰化物废水中含有大量的氰化铜络合物,氰化锌络合物和铁氰化物络合物。废水形式比较稳定,不易释放氰离子。在强酸介质中,这些配合物可以释放氰化物离子,同时为提取氰化物提供H +介质,有利于废水中氰化物的提取。

    1.3实验方法

    (1)通过将表面活性剂溶解在膜溶剂中,加入载体,膜辅助液石蜡,碱性氢氧化钠内相液,按照一定的体积比混合,并通过低速均匀搅拌来制备乳。用制奶机。然后,将其加速至2300r/min,并均匀搅拌以获得白色油包水微孔乳液。

    (2)反应将微孔乳液与氰化物废水以1:(3:21)的体积比混合,以230-270r/min的低速搅拌,将两者充分混合,氰化物进入内相。提取液体。

    (3)破乳废水中的氰化物进入内相液体后被充分萃取,然后转移至分液漏斗中进行静置分层,并采用无色水相测定氰化物的含量。上油层是油相和内相液体。内相液体中富含氰化物,并且通过超声破乳获得的水相是可以再循环的氰化钠。

    2结果与讨论

    2.1表面活性剂用量对氰化物萃取率的影响

    实验条件:TOA体积分数为2%,液体石蜡体积分数为1%,牛奶水比例为1:7,牛奶接触时间为15分钟,油内比为1:1,牛奶转速为2300 r/min,NaOH体积分数为3%。

    随着Span-80量的增加,提取率逐渐提高。然而,当体积分数超过5%时,在乳液接触期间可能由于过度粘度而出现过度粘度的现象,并且萃取速率降低。上述实验现象可以通过以下事实来解释:随着系统中Span-80的体积分数增加,液膜的界面张力相应降低,界面能降低,液膜系统获得更稳定的效果。但是,当Span-80的体积分数太大时,由于表面活性剂的体积分数越大,液膜的传质阻力越大,氰化物离子的迁移速度越低,因此氰化物的萃取率降低。通常,过量的表面活性剂导致氰化物去除效率的降低和成本的增加。对于该系统,使用表面活性剂的体积分数为3%,一方面是为了确保氰化物的高提取率,另一方面是为了确保乳胶膜的长期稳定性。

    2.3内相液体NaOH体积分数对氰化物萃取率的影响

    其他实验条件与2.1节相同。改变了内相中NaOH的体积分数,研究了内相中NaOH的体积分数变化对氰化物萃取率的影响。

    废水中的氰化物以稳定的化合物形式存在。然而,在液膜萃取过程中,需要将其氰化为游离的HCN,其易于与NaOH反应。因此,当乳液膜的内相采用NaOH水溶液时,随着NaOH的体积分数的增加,氰化物向内相液体的转移速率增加,从而当反应达到平衡时,萃取的总量更大。因此图4氰化物萃取率随NaOH体积分数的增加而增加。一方面,NaOH的体积分数增加到3%之后,表面活性剂Span-80酯键的水解速度加快,膜的稳定性急剧下降,氰化物的萃取率降低;另一方面,随着溶液浓度的增加,内,外水相之间的化学势差增加,导致膜的溶胀率增加,这也导致膜的破坏加剧,并最终导致急剧下降。在提取率。因此,在该实验条件下氢氧化钠的体积分数为2%。

    2.4油内比对萃取率的影响乳剂体积与乳胶膜中NaOH溶液的体积比称为油比。其他实验条件与第2.1节相同,改变油的内部比率以研究油的内部比率变化对氰化物萃取率的影响。

    当油的内部比率逐渐降低时,氰化物的萃取率逐渐增加。当油的内部比降低到一定值时,氰化物的去除率基本保持不变,因为吸收剂的增加,即NaOH的总量增加,这有利于内部比的增加。的油。 NaCN的形成;然而,随着萃取时间的增加,油比小的液膜稀,导致部分膜破裂,从而将萃取率保持在一定范围内。考虑到诸如提取率和试剂用量等因素,1:1是首选的实验条件。

    2.5乳化比对提取率的影响

    乳状液膜的体积与氰化物废水的体积之比称为乳与水之比。其他实验条件与第2.1节相同,改变了牛奶与水的比例,并研究了乳化比的变化对氰化物萃取率的影响。

    2.6乳状液膜法提取不同浓度氰化物废水

    实验条件:Span-80的体积分数为3%,TOA的体积分数为2%,液体石蜡的体积分数为1%,牛奶与水的比例为1:7,牛奶接触时间为15分钟,油的内部比例为1:1,牛奶转速为2300r/min,NaOH体积分数为2%。提取的废水具有不同的体积分数。

    乳化液膜法对不同比例的氰化物废水具有良好的萃取效果。随着氰化物废水浓度的增加,萃取率降低,这主要是因为乳化膜中氰化物的萃取能力已饱和,萃取总量是恒定的,较高浓度时氰化物的萃取率会降低。综上所述,乳液液膜法对氰化废水的萃取效果好,浓度范围为300-500 mg/L。处理后的废水浓度虽然达不到排放标准,但为进一步处理提供了良好的基础。

    3个结论

    表面活性剂Span-80为3%,膜溶剂煤油为94%,膜辅助液体石蜡为1%,载体为2%微乳液比例,取油比例为1:1,乳水比例为1:7,乳汁旋转在上述条件下,其转速为2300r/min,NaOH体积分数为3%,废水的pH值为4,乳水接触时间为20min,氰化物的萃取率可达到95%以上。废水提取效果好。乳化液膜技术对氰化废水的处理效果更好,可以有效减少氰化废水对人体健康和环境的危害。这对于金冶炼行业的可持续发展,环境保护和人类健康具有重要的科学和社会意义。

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