萃取盐的方法和温度再生的萃取组合物技术

一种包含非碱性阳离子物质的萃取分子、与阳离子互补的阴离子物质的溶剂化分子和流化剂的热再生疏水性液体组合物，其中所述组合物的特征在于非碱性阳离子物质的萃取分子是具有24至32个碳原子形成的大环，并且具有以下通式(I)或(II)：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】萃取盐的方法和温度再生的萃取组合物
本专利技术涉及盐的离子萃取的技术，尤其涉及适用于处理工业或天然盐水的亲水性盐的离子萃取技术。
技术介绍
采矿、石油或工业活动可能产生含盐量高、结垢严重和/或有毒的金属污染废水，这些废水在排入环境之前，甚至在工业过程中再利用之前，都需要加以处理。在这两种情况下，现在的制造商只有非常昂贵的解决方案，这些解决方案不是很好就是不适合他们特定的环境。也有一些情况，特别是对于含有大量碱土阳离子和/或含有微量金属的高度结垢的盐水，目前没有技术对这些水进行可持续和/或经济的处理，从而不得不在等待解决方法时将这些水储存在沉淀池中。对于由不同泉水或结垢严重的水组成的水混合物，设备通常会结垢，这是由于低水溶性的盐的沉淀，例如某些碳酸盐(MgCO3、CaCO3、SrCO3、BaCO3、CdCO3、CoCO3、MnCO3、PbCO3、NiCO3、FeCO3、ZnCO3…)，硫酸盐(CaSO4、SrSO4、BaSO4、PbSO4…)，氟盐(MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、CdF2、FeF2、PbF2…)，金属氢氧化物盐(Mg(OH)2、Ca(OH)2、Cd(OH)2、Co(OH)2、Fe(OH)2、Ni(OH)2、Zn(OH)2…)以及可能大量存在的许多其他盐的沉淀。此外，如果所使用的技术与水的热蒸发有关，那么使用的温度通常大于80℃，这会降低某些盐(例如，诸如CaCO3的碳酸盐通过二氧化碳蒸发)以及具有逆溶解度的盐(例如CaSO4)的沉淀阙值，这会限制盐水的最大萃取水平，甚至产生更大量的需要处理的固体废物。为了萃取溶解于工业或天然水中的离子或盐，一般方法在于利用化学方法，例如通过添加试剂，如允许不溶于水的金属氢氧化物沉淀的碱(NaOH…)来确保其沉淀。这种方法对沉淀的金属是非选择性的，并且对应于阳离子(这里为Na+vs.金属)或阳离子的交换，并且导致其他缺点，例如增加了新的需要在下游处理的污染物，以及伴随目标化合物浓度减少的效率降低。另一种通过溶剂萃取的方法被称为湿法冶金法，其可以在用来捕获更高浓度中的镍、钴等金属时被采用，通过阳离子Mn+/nH+的交换。这些方法使用溶解在溶剂中的阳离子萃取剂，以实施酸碱化学过程或萃取，并且溶剂的再生发生在pH差异几个数量级时。因此，这种方法使用昂贵的碱(NaOH…)和酸(H2SO4…)，导致需要在下游处理的新的与盐(Na2SO4…)共同产生的相关污染物增加。另一种被实施了50多年的方法在于使用选择性的电渗析膜，其通常可渗透阳离子或阴离子，但不可渗透水和中性分子。在这种情况下，消耗的电能与移动的盐成正比，从而限制了其在盐水处理的情况下的高附加值应用。这种技术对于具有相同电荷的离子没有选择性，因此对于待萃取的金属或阴离子没有选择性，同时也存在膜污染的风险。其他例如离子交换法，其选择性取决于离子交换，且受经过处理的离子浓度的限制，并且由于树脂的化学再生还会产生一定量的新的污染物。最近，申请人在申请WO2010/086575中公开了氟化物在直接接触式交换器中的应用，所述直接接触式交换器包含与离子交换剂相关的液体和疏水性氟化相。但是，本申请中描述的液体有机氟化相描述了离子和非离子有机氟化物的使用，该有机氟化物与一种不太适合获得高的水脱盐率或盐的选择性脱盐的方法有关，尤其是由于再生过程的不充分需要除垢。美国专利申请US2008/179568A1描述了一种用于液-液萃取低浓度的铯和锶的方法，其使用两种分子类型的阳离子萃取剂，所述阳离子萃取剂选自中等浓度的冠醚族和浓度非常低(0.0025至0.025Mol/L)的杯芳烃以及至少一种溶解于稀释剂中的改性剂，例如C12-C15异链烷烃。所述改性剂可以是乙醇，三辛胺(TOA)，磷酸三正丁酯(TBP)或其混合物。这种化合物旨在提高阳离子萃取剂的容量和/或其在实施过程中处于溶解状态的容量。美国专利申请US2008/0014133描述了一种在低浓度下液-液萃取铯和锶的方法，其通过使用阳离子萃取剂分子，所述阳离子萃取剂分子选自低浓度(0.04至0.095Mol/L)的冠醚族和高比例的氟化醇(即氟庚醇n3)(体积>80％)和乙二醇醚。美国专利US6566561B1描述了一种在低浓度下液-液萃取铯的方法，其通过使用溶剂化剂和碱性中等稳定性苯氧氟醇型相改进剂，在有由低浓度(0.001至0.20Mol/L，优选地0.01Mol/L)的选自杯芳烃-冠醚族的阳离子萃取剂分子存在的情况下实施。在本领域中存在许多文献，包括T.G.Levitskaia等人在《分析化学》2003，75，405-412中的文章，其论证了使用冠醚型钠中性萃取剂和可去质子的亲脂性弱酸可以从水溶液中萃取苏打(NaOH)，以形成疏水性醇钠。该文章还示出了在盐度为1M时，先将浓度为0.02M的DC18C6混合，然后将其与浓度为0.04M的七种弱酸(来自醇族)混合，其全部溶解在硝基苯中，由此来萃取NaF、NaCl、NaBr、NaNO3和NaClO4。其中两个醇是氟化芳香醇，其pKa为8.8。疏水性离子(例如苦味酸盐)的盐萃取率相当高。但是，疏水性阴离子(例如氯离子Cl-)的重新计算的盐萃取率的范围在0.06％至0.16％之间，这证实了从水中萃取疏水性NaCl的难度很大，以及醇在该浓度下对萃取性能的影响很小。因此，当前，业界貌似在等待一种处理盐水的解决方案，无论是否被金属污染，其对于萃取各种盐度的盐均是有效的，并且在投资和实施方面花费更少。其最好能够分离结垢离子混合物，去除或减少特定盐的存在，尤其是由这些水引起装置结垢的盐和/或评价这些水中存在的无机化合物的一部分，从而支持这种处理的全部或部分。因此，本专利申请的目的在于描述一种新的用于处理盐水和被金属污染的水的技术，该技术能够选择性地或大规模地从水中萃取对于工业或天然盐水的处理具有或多或少高经济价值的盐。该技术将能够得到广泛的应用，以允许在尊重生态系统的同时将这些水排入环境中，作为工艺用水进行推广，在采矿或石油作业范围内提供一种新的或附加的经济价值或高附加价值的盐和/或金属阳离子的再循环。由于离子是从水中以无电荷化合物的盐的形式萃取的，然后通过热和非化学方式实现萃取剂的再生，从萃取溶剂中反萃取出无电荷化合物的盐，因此该技术的优点还包括不会产生新的污染物。
技术实现思路
为了从水介质中萃取盐，本申请提供一种通过液液萃取法去除水中离子的方法，该方法使用液体疏水性有机相通过热再生来实施，所述液体疏水性有机相包含或基本上包含或由以下组成：-至少一种电子中性的、有机的以及疏水性化合物，其能够萃取(例如，溶剂化、复合或螯合)从水相中萃取的盐的阳离子，被称为阳离子萃取分子(CEM)；-至少一种第二电中性的、有机的以及疏水性化合物，其能够溶剂化从水介质中萃取的盐的阴离子，被称为阴离子溶剂化分子(ASM)；并且，可选择地，一流化剂，其优选地为疏水性的。出人意料的是，根据本专利技术所述的ASM和CEM的结合允许协同萃取由亲水性阳离子和阴离子组成的中性盐，这些中性盐尤其难以转移到有机相中。术语“疏水性”是指在25℃下的化合物或化合物混合物在水中的溶解度小于0.1Mol/L。优选地，疏水性化合物在25℃水中的溶解度小于0.1Mol/L，优选地小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除水中离子的方法，其通过热再生在液体介质中进行萃取来进行，所述方法适用于从液体盐水溶液中萃取二价、非碱性阳离子物质和与其互补的阴离子物质，所述液体盐水溶液包含：‑所述非碱性阳离子物质的盐，和‑碱金属阳离子物质的盐，所述方法包括下列步骤：a)在第一温度下，将液体疏水性有机相和所述液体盐水溶液混合于第一反应器中，以随后获得经处理的液体水溶液和带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的液体疏水性有机相，所述液体疏水性有机相包含所述非碱性阳离子物质的萃取分子，所述与其互补的阴离子物质的溶剂化分子，以及可选择地流化剂；b)一方面，分离所述经处理的液体水溶液，另一方面分离带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的所述液体有机相；和c)在第二温度下，在液相中将带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的所述液体有机相与再生液体水溶液体混合在第二反应器中，以随后获得带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的再生液体有机相和再生液体水溶液，所述第一温度和所述第二温度之差在30℃至150℃之间；其中，所述非碱性阳离子物质的萃取分子是一大环，其由24至32个碳原子形成，并具有以下通式(I)或(II)：...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 FR 16570781.一种用于去除水中离子的方法，其通过热再生在液体介质中进行萃取来进行，所述方法适用于从液体盐水溶液中萃取二价、非碱性阳离子物质和与其互补的阴离子物质，所述液体盐水溶液包含：-所述非碱性阳离子物质的盐，和-碱金属阳离子物质的盐，所述方法包括下列步骤：a)在第一温度下，将液体疏水性有机相和所述液体盐水溶液混合于第一反应器中，以随后获得经处理的液体水溶液和带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的液体疏水性有机相，所述液体疏水性有机相包含所述非碱性阳离子物质的萃取分子，所述与其互补的阴离子物质的溶剂化分子，以及可选择地流化剂；b)一方面，分离所述经处理的液体水溶液，另一方面分离带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的所述液体有机相；和c)在第二温度下，在液相中将带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的所述液体有机相与再生液体水溶液体混合在第二反应器中，以随后获得带有所述非碱性阳离子物质和所述与其互补的阴离子物质的再生液体有机相和再生液体水溶液，所述第一温度和所述第二温度之差在30℃至150℃之间；其中，所述非碱性阳离子物质的萃取分子是一大环，其由24至32个碳原子形成，并具有以下通式(I)或(II)：其中，-n是5至8的整数，-p是1或2，-m是3或4，-q和t完全相同或不同，是0、1或2，-R是叔丁基、叔戊基、叔辛基、O-甲基、O-乙基、O-丙基、O-异丙基、O-丁基、O-异丁基、O-戊基、O-己基、O-庚基、O-辛基、OCH2苯基或氢原子，-R’和R”完全相同或不同，选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和异丁基、戊基、己基、庚基和辛基构成的组，或R’和R”一起形成吡咯环、哌啶环或吗啉环。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非碱性阳离子物质至少是下列阳离子中的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆·德索萨，杰基·普埃塞尔，巴斯琴·道特里奇，
申请(专利权)人：艾迪奥尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR