通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法技术

本发明专利技术提供一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，包括：S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.5-5.0，得到酸浸液；S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液进行分离富集提纯；经实验证明，通过对处理液的温度和流速的精确控制，可以实现较好的铜、钴和锌的分离，因此，本发明专利技术提供的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，可以应用于液体中微量或痕量铜、钴和锌的分离和回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重金属分离
，具体涉及一种。
技术介绍
随着世界经济的飞速发展以及人口数量的不断增加，资源相对不足和环境承载力弱已经成为世界发展的重要瓶颈。建设资源节约型和环境友好型社会，推进生态文明建设， 已成为当今世界各国关注的主题。目前，对于含有重金属离子的各种工业废水、生活污水和核工业废水，普遍采用化学沉淀法、氧化还原法或离子交换法等方法对其进行处理，从而降低水资源中重金属含量，减少重金属污染的危害。但是，目前采用的各类重金属废水的处理方法，存在废水中重金属离子的去除效率低和成本高的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种，具有对铜离子的选择性吸附强的优点。本专利技术采用的技术方案如下本专利技术提供一种，包括以下步骤SI，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为O. 5-5. 0，得到酸浸液；S3，将所述酸浸液注入SI操作后的所述连续吸附交换设备；S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在25_40°C下进行分离富集提纯，具体包括将PH为O. 5-5. O的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口 ；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调PH为I. 0-6. 5后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调PH为2. 0-6. 5后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；S5，将质量分数为5-30%的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。优选的，所述重金属吸附材料通过以下方法配制 预处理在超声场下,将原料娃胶分散于4_6mol/L的盐酸溶液,加热回流3_5小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为14-16 I ;然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，100-130°C真空干燥后得到活化硅胶；硅胶键合反应向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为5-8 I ;向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为7-9 I ;硅烷化试剂与活化硅胶质量比为8-11 I ；将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应35-40小时；降至25-35°C后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。优选的，所述超声场的功率为150-250瓦；硅胶键合反应中的所述真空干燥具体包括以下三个阶段第一阶段将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以15_20°C /min的速度降温冷冻至-70—50°C，维持-70—50°C的时间为5_6小时；第二阶段，以5-8°C /min的速度升温至_15—13°C，维持_15—13°C的时间为7-9小时；第三阶段，快速放至温度为160°C _170°C的真空干燥箱中，干燥时间15_20小时即得到所述重金属吸附材料。优选的，所述硅烷化试剂为3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷或3- 二乙三胺基丙基二甲氧基娃烧。优选的，所述重金属吸附材料的孔径为5. 02-6. 23，所述重金属吸附材料的孔容积为O. 4-0. 7立方厘米/克。优选的，所述原料硅胶粒度为200-300目硅胶。优选的，S4具体包括以下五个阶段第一阶段将pH为O. 5-5. O的酸浸液以l_3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；第二阶段将酸浸液以5_7ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；第三阶段经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为I. 0-6. 5后以2-4ml/mi n的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；第四阶段由第一吸附柱出液口流出的液体以6-8ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；第五阶段经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2. 0-6. 5后以8-10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。优选的，S4具体包括以下五个阶段第一阶段将pH为3. 0-3. 5的酸浸液以2ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；第二阶段将酸浸液以6ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；第三阶段经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为5. 5-6. O后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；第四阶段由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；第五阶段经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为3. 5-4. O后以9ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。以下对本专利技术进行进一步介绍本专利技术创新性的制备得到一种重金属吸附材料，经实验证明，该重金属吸附材料对铜离子、钴离子和锌离子均具有吸附性，并且，对铜离子的吸附活性远高于对钴离子的吸附活性，而对钴离子的吸附活性远高于对锌离子的吸附活性，针对这一特点，为实现对铜离子、钴离子和锌离子的分离，专利技术人对使用吸附柱过柱的工艺进行了多次试验，意外发现，通过对过柱的温度和流速的精确控制，可以实现较好的铜离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.5？5.0，得到酸浸液；S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在25？40℃下进行分离富集提纯，具体包括：将pH为0.5？5.0的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.0？6.5后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0？6.5后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；S5，将质量分数为5？30％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作， 得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱建宁，徐纯理，
申请(专利权)人：工信华鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：