三相萃取法处理重金属废水的研究

时间:2017-01-19 08:15 作者: 点击:次

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、钴、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;钴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,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,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。##属性不符
重金属废水 三相萃取 微乳相 萃取率 反萃率 镍
摘要3-4
Abstract4-8
1 绪论8-22
1.1 重金属废水的来源与危害8-10
1.1.1 重金属废水的来源8
1.1.2 重金属废水的危害8-10
1.2 重金属废水处理现状10-16
1.2.1 废水处理常用方法10-13
1.2.2 废水处理新技术——微乳相萃取13-16
1.3 液-液-液三相萃取16-19
1.4 超声吹脱技术19-21
1.5 本课题的研究内容与意义21-22
2 理论分析22-35
2.1 废水体系中金属残余浓度与pH值的关系22-30
2.1.1 Me(II)-H_2O体系22-25
2.1.2 Me(II)-NH_3-H_2O体系25-28
2.1.3 Me(II)-SO_4~(2-)-H_2O体系28-30
2.2 萃取体系配合物的热力学稳定性分析30-32
2.3 萃取体系配位键理论分析32-34
2.4 小结34-35
3 实验部分35-49
3.1 实验目的35
3.2 实验方案35
3.3 实验主要试剂及设备35-36
3.3.1 实验试剂35-36
3.3.2 实验设备36
3.4 实验方法36-38
3.4.1 实验步骤36-37
3.4.2 实验分析方法37
3.4.3 实验计算方法37-38
3.5 实验结果与讨论38-48
3.5.1 萃取实验38-47
3.5.2 超声吹脱实验47-48
3.6 小结48-49
4 结论与建议49-50
4.1 结论49
4.2 建议49-50
致谢50-51
参考文献51-54
附录研究生期间发表的论文54