高酸低铜残液的处理利用研究

摘要

工业废水特别是重金属离子废水的对外排放不但导致了严重的环境问题，造成了水资源的极大浪费，还浪费了大量的有价金属元素。高效回收含重金属离子废水中的有价金属元素在实现循环经济的同时，能够有效的利用水资源，开可以提高工业用水重复利用率，对于我国工业可持续发展的意义十分重大。随着社会的发展和技术的进步，铜的应用领域得到拓展，含铜废水排放量也响应增加，铜资源也口益紧张，因此，高酸低铜残液资源化研究正受到科研工作者的广泛关注。传统的处理方式没有将残液中的铜和酸作为一种资源来考虑加以综合回收利用。液膜（液体表面活性剂膜）分离技术作为近年才发展起来的新型膜处理技术，主要是依据液膜体系对不同物质具有选择性渗透的性质，来实现液相中不同组分的提取、分离和富集，具有高效、快速、选择性好等显著特点。
　　 为了研究综合开发利用高酸低铜残液，本文采用乳状液膜法处理电积铜粉生产过程中产生的高酸低铜残液，探讨了液膜的配方、制乳与破乳的工艺、富集铜离子的操作对铜离子回收率的影响。在此基础上，对乳状液膜的循环使用进行了研究，分析了单级液膜循环、双级液膜循环、液膜补偿循环三种回收处理工艺对高酸低铜残液连续处理的情况。
　　 1.以P204为流动载体、Span80为表面活性剂制备的乳状液膜体系稳定性好，溶胀小，破乳容易;在P204浓度（体积分数，下同）为5％、Span80浓度为3％、油内比为1∶1、内相酸浓度为2mol/L、乳水比为1∶4的条件下，铜离子的回收率可达98％以上，破乳后的内水相溶液中铜离子含量为9.765g/L。
　　 2.采用双级液膜补偿循环处理工艺（每循环5次向回收的有机相中加入0.5％的流动载体和0.3％的表面活性剂），每100mL有机相制备成乳状液膜可以处理12L水，处理比达到了1∶60，处理后，可以回收1.5L铜离子含量为14.85g/L的硫酸铜溶液以及12L铜离子含量仅为0.14mg/L的酸液。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 重金属废水概况

1．2．1 重金属废水的来源

1．2．2 重金属废水的危害

1．3 高酸低铜残液综合处理技术状况

1．3．1 化学法

1．3．2 物化法

1．3．3 生物法

1．4 液膜分离技术

1．4．1 乳状液膜的组分

1．4．2 乳状液膜的稳定性

1．4．3 膜相的循环使用

1．4．4 液膜分离技术的应用

1．5 本文主要研究内容

第2章 试验方法

2．1 试验原理

2．2 试剂与仪器

2．2．1 废水水样

2．2．2 试验试剂

2．2．3 试验仪器

2．3 分析方法

2．3．1 试剂的配制

2．3．2 标准曲线的绘制

2．3．3 样品的测定

2．4 技术路线

2．5 试验方法

2．5．1 制乳

2．5．2 提取铜离子

2．5．3 水乳分离

2．5．4 破乳

第3章 试验分析

3．1 铜离子浓度

3．1．1 铜离子浓度标准曲线

3．1．2 高酸低铜残液的简单分析

3．2 膜相的组成

3．2．1 流动载体与表面活性剂的选择

3．2．2 流动载体的用量

3．2．3 表面活性剂的用量

3．2．4 内相酸浓度

3．2．5 油内比

3．3 乳状液膜的制备

3．3．1 搅拌速度

3．3．2 制乳时间

3．4 铜离子的迁移

3．4．1 乳水比

3．4．2 搅拌速度

3．4．3 接触时间

3．5 破乳

3．6 本章小结

第4章 循环使用试验研究

4．1 单级液膜循环

4．2 双级液膜循环

4．3 液膜补偿循环

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所发表的学术论文