三相萃取法处理重金属废水的研究

摘要

重金属是造成水体污染的主要成分之一，治理重金属废水的污染是一项重要和迫切的任务。针对废水中多种金属离子的分离和回收问题，本论文在前人工作基础上，应用交叉学科出现的新理论、新技术，提出利用三相萃取法处理含镍、钻、铜、铁以及高氨氮废水的实验方法，将微乳相萃取技术应用于含镍酸性废水的治理过程中。论文分别从溶液化学性质、溶液热力学以及配合物配位键角度，对废水体系和萃取体系进行了理论研究，并采用三相萃取法对脱除废水中重金属离子进行了实验探索，研究结果为治理重金属废水的污染提供了技术参考。
　　 通过对废水体系溶液化学性质的计算与分析，其结果表明pH在7～9时，废水中主要存在金属硫酸根的阴配离子，这种离子的存在有利于金属离子跟伯胺萃取剂形成活性配合物，从而使废水体系中的超标重金属得到有效脱除;根据金属离子配合物的吉布斯自由能变化曲线图可知，在碱性范围里，镍离子的配合物具有热不稳定性，容易出现相分裂现象，从而形成三相萃取体系;在该体系中稳定性最好的为铜离子，其在萃取体系中以沉淀形式为主，配合物形式为次;钻和铁离子的萃取性则介于镍、铜之间。依据配合键理论推断，在萃取体系中，金属离子主要形成较稳定的、有色的平面正方形配合物。
　　 在液-液-液三相萃取含重金属废水的实验过程中，考察了相比、萃取剂浓度、振荡时间、温度、水相初始pH值等因素对萃取率的影响。结果表明，正丁胺对镍的萃取效果最佳，其萃取条件为:相比(有机相体积与水相体积的比)为1:1，有机相中萃取剂和稀释剂各占50％，水相初始pH值为7.5，萃取温度为32.5℃，振荡时间5min，静置30min以后，正丁胺对镍的萃取率达到95％。采用盐酸作为反萃剂，在常温，相比(盐酸体积与微乳相体积的比)为3:1，盐酸浓度为3mol/L的条件下，反萃率可达99％。反萃后的有机相可以循环利用，降低了液-液-液三相萃取的成本。

目录

1 绪论

2 理论分析

3 实验部分

4 结论与建议

致谢

参考文献

附录 研究生期间发表的论文

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