一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境化工技術領域，特別涉及一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法。
【背景技術】
[0002]在工業生產過程中，氰化物的來源非常廣泛，冶金化工、選礦、金屬加工、塑料、電鍍、農藥、煉焦、煉油、熱處理及有機玻璃/丙烯睛合成等生產工藝過程中都有水量、濃度不等的含氰廢水排出。常規處理氰化廢水的方法大致分為破壞法和回收法兩類，破壞法主要針對的是低濃度氰化廢水，回收法主要針對高濃度氰化廢水和一些含有回收價值金屬的氰化廢水。堿性氯化法是目前國內應用比較廣泛的處理氰化廢水的方法，處理程度比較深，能較好的滿足氰化廢水排放的需要，其不足之處是不能破壞穩定的金屬絡合物；采用高鐵酸鹽氧化法處理效果和堿性氧化法類似，并且在破氰過程中沒有產生對環境有害的物質，但其不足之處是在于藥劑合成難度較大，成本太高，目前尚未在水處理中大規模推廣應用；酸化揮發-堿吸收法是一種處理高、中質量濃度氰化廢水的傳統方法，國內外選礦廠早期都在采用該方法，藥劑來源廣，價格低，廢水對藥劑影響小，而缺點是處理的廢水一般難以達到排放標準，需要進行二次處理才能達到排放標準。相對于其他方法，膜分離法無二次污染，可實現污染物資源化，能耗低，有較好的經濟效應，但缺點是膜污染較為嚴重。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，從改進支撐液膜膜液相組成的角度來提高支撐液膜的穩定性，離子液體支撐液膜最大的優點在于利用了離子液體零揮發性和黏度大的特點，有效減少了膜液的揮發損失和微孔中的流失損失，這一點可以克服傳統支撐液膜存在的最大問題；同時，離子液體具有可設計性和在有機物體系中良好的溶解性能，這樣可以通過改變離子液體的陰陽離子組成，針對特定的分離體系設計出性能獨特的離子液體支撐液膜；該技術具有選擇性好、分離效率高、富集倍數大、能耗低、操作簡便、處理周期短的特點，氰化物可回收利用，易于工程化應用，并且膜相能重復使用的優勢，去除率可達到95%以上，可實現對氰化物高效處理與資源回收。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
[0005]一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，將多孔載體膜浸漬在離子液體中形成離子液體支撐液膜，用該離子液體支撐液膜萃取含氰廢水中的氰化物。
[0006]萃取后，在解析液中回收氰化物，更換新的料液相和解析相，離子液體支撐液膜用于下一次萃取，從而實現重復利用。相比較傳統的支撐液膜，離子液體作為膜相不易流失，提高使用效率，得以循環使用。
[0007]所述多孔載體膜可以為疏水型聚偏氟乙烯微孔濾膜(PVDF)。
[0008]所述離子液體可以為1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([Bmim] PF6)。
[0009]將干燥的多孔載體膜放置于預先注入離子液體的培養皿中，使離子液體完全浸沒多孔載體膜，以保證膜孔充滿離子液體，浸泡15-180min，由于表面張力的作用，離子液體充滿載體膜的膜孔。將多孔載體膜從培養皿中取出，回收表面附著的離子液體，清除表面的膜液后，形成離子液體支撐液膜。
[0010]所述萃取的方法為:
[0011 ] 將離子液體支撐液膜固定于料液相氰化廢水與解析相的中間，離子液體支撐液膜兩側進行攪拌傳質，最終在解析液中富集回收氰化物。攪拌的速度為120?500rmp，萃取時間 30 ?200min。
[0012]所述解析液可以為氫氧化鈉溶液，濃度為1?5mol/L，pH = 9?13。
[0013]所述氰化廢水濃度100?500mg/L，用硫酸調節pH為1?5。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0015]1、本發明的離子液體支撐液膜，富集倍數大，萃取與反萃取一步完成，選擇性好，其去除率可達到95%以上，具有氰化物可回收的優點。
[0016]2、本發明制備的1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([Bmim]PF6)離子液體支撐液膜穩定性高，反應后膜相不易流失。
[0017]3、本發明采用低速機械攪拌接觸回收氰化物，流程簡單，操作條件溫和、快捷便利，且富集周期短，處理容量較大。
[0018]3、本發明采用的離子液體支撐液膜膜相能多次重復利用。
[0019]4、本發明對不同濃度氰化廢水(100?500mg/L)都有較好的去除效果。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0022]將干燥好的PVDF放置于預先注入[Bmim] PF6的培養皿中，使離子液體完全浸沒PVDF，以保證膜孔充滿離子液體；浸泡3h，將基膜從培養皿中取出，回收表面附著的離子液體，清除表面的膜液后，形成離子液體支撐液膜。
[0023]以下實例均使用以上制備的離子液體支撐液膜去除氰化物。
[0024]實施例1
[0025]如圖1所示，分別以1.0mol/L、3.0mol/L、5.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，料液相為468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，已用硫酸調節pH為5)，攪拌萃取時間為60min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，廢水中氰化物去除率分別為 82.92%,95.05%、87.06%。
[0026]實施例2
[0027]如圖1所示，以3.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，分別以117.09mg/L、234.18mg/L、468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，已用硫酸調節pH為5)為料液相，攪拌萃取時間為60min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，廢水中氰化物去除率分別為80.95%,89.60%,95.05%。
[0028]實施例3
[0029]如圖1所示，以3.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，料液相三組濃度為468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，分別用硫酸調節pH為1，3，5)，攪拌萃取時間為60min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，廢水中氰化物去除率分別為72.95%、87.90%,95.05%。
[0030]實施例4
[0031]如圖1所示，以3.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，料液相三組濃度為468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，已用硫酸調節pH為5)，分別攪拌萃取時間為30、90、200min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，廢水中氰化物去除率分別為 60.55%,95.90%,95.15%。
[0032]實施例5
[0033]如圖1所示，以3.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，料液相濃度為468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，已用硫酸調節pH為5)，分別攪拌萃取時間為60min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，重新加入新的氰化廢水和解析相，再次進行萃取重復實驗，同樣操作四次后，廢水中氰化物去除率依次為96.25%,94.02%,90.69%、88.57%、82.16%。
[0034]從以上實施例可以發現，以3.0mol/L的氫氧化鈉溶液為解析相，料液相三組濃度為468.36mg/L的氰化廢水(來源于河南某黃金冶煉廠，已用硫酸調節pH為5)，攪拌萃取時間為60min，攪拌速度為200rmp，經過離子液體支撐液膜萃取后，三次平均實驗結果得出，廢水中氰化物去除率均值為95.05%，該方法可在較短的周期內實現較高的去除效率，離子液體支撐液膜性能優良、可靠、耐用。
【主權項】
1.一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，將多孔載體膜浸漬在離子液體中形成離子液體支撐液膜，用該離子液體支撐液膜萃取含氰廢水中的氰化物。2.根據權利要求1所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述多孔載體膜為疏水型聚偏氟乙烯微孔濾膜。3.根據權利要求1所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述離子液體為1- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。4.根據權利要求1或2或3所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，將干燥的多孔載體膜放置于預先注入離子液體的培養皿中，使離子液體完全浸沒多孔載體膜，以保證膜孔充滿離子液體，浸泡15-180min，將多孔載體膜從培養皿中取出，回收表面附著的離子液體，清除表面的膜液后，形成離子液體支撐液膜。5.根據權利要求1所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述萃取的方法為: 將離子液體支撐液膜固定于氰化廢水與解析液的中間，離子液體支撐液膜兩側進行攪拌傳質，最終在解析液中富集回收氰化物。6.根據權利要求5所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述解析液為氫氧化鈉溶液。7.根據權利要求6所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的濃度為1?5mol/L，pH = 9?13。8.根據權利要求5或6或7所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述攪拌的速度為120?500rmp，萃取時間30?200min。9.根據權利要求1所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，所述氰化廢水濃度100?500mg/L，用硫酸調節pH為1?5。10.根據權利要求1所述利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，其特征在于，萃取后，在解析液中回收氰化物，離子液體支撐液膜用于下一次萃取，從而實現重復利用。
【專利摘要】一種利用離子液體支撐液膜技術去除含氰廢水中氰化物的方法，以膜疏水型聚偏氟乙烯微孔濾膜為多孔載體，以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽為離子液體，采用浸漬法將多孔載體膜浸漬在離子液體中，由于表面張力的作用，離子液體充滿載體膜的膜孔而形成離子液體支撐液膜；將支撐液膜固定于料液相(氰化廢水)與解析相(氫氧化鈉溶液)的中間，液膜兩側進行攪拌傳質，最終在解析液中富集回收氰化物；本發明模仿生物膜主動傳輸的特性，具有選擇性好、分離效率高、富集倍數大、能耗低、操作簡便、處理周期短的特點，氰化物可回收利用，易于工程化應用，并且膜相能重復使用的優勢，去除率可達到95％以上，可實現對氰化物高效處理與資源回收利用。
【IPC分類】C02F101/38, C02F1/26, C02F1/58
【公開號】CN105347422
【申請號】CN201510784917
【發明人】薛娟琴, 李國平, 畢強, 劉妮娜
【申請人】西安建筑科技大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月16日