[发明专利]一种重金属的离子液体大块液膜分离回收方法

说明书

技术领域：

本发明属于重金属的分离回收技术领域，具体涉及一种重金属的离子液体大块液膜分离回收方法。

背景技术：

进入21世纪以来，世界范围内的环境污染日益加重，现代工业在为人类社会发展提供丰富多彩的诸如染料、药物、化肥、布料及各种性能的材料的同时，也把我们赖以生存的地球弄的“灰头土脸”，特别是水污染情况尤其严重。众所周知，我们的地球70％是水，水是万物之源。由此，根治水污染迫在眉睫。重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属指比重大于5的金属(一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属)，约有45种，一般都是属于过渡元素，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等，尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源，以及地质侵蚀、风化等天然形式进入水体，废水中的重金属能被土壤作物吸收，且性质稳定，难降解，又能抑制农作物生长发育，造成早衰、减产甚至死亡，并通过根系进入植物体。重金属及其化合物能在水生生物体内以及植物体组织内累积富集，通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，最终对人体健康造成严重危害。重金属废水是污染性很强的一类废水，即使浓度很小，也能造成危害，且毒性具有长期持续性。重金属无论采用何种处理方法都不能被降解，只能改变其状态，或与阴离子配体形成配合物或螯合物，使水中重金属浓度增大后从受污染水体中分离出来。加之重金属具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点，不但污染水环境，也严重威胁人类和水生生物的生存，水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题。

就目前的工业废水处理情况来看，许多中小企业基本投入很少或根本不投入，其中一个重要原因和企业对水处理设施的高投入和低收益有关。现有的重金属分离方法有溶剂萃取法、沉淀分离法、离子交换法等。目前溶剂萃取法是最广泛应用的方法之一，但是此技术受传质平衡的限制，分离设备体积庞大，萃取反萃取两个过程需要在不同反应器进行，成本高操作复杂，同时要使用有机溶剂，易对环境造成污染。沉淀分离法虽然简单，但不易再生利用或资源化。离子交换法受离子交换剂交换容量的限制。

液膜分离技术是通过液膜对混合物中各待测组分的选择性迁移来实现分离、提纯和浓缩的一种新型分离技术，与传统方法相比具有许多优势：设备简单、分离速度快、选择性高、能耗低而且可回收重金属资源等。乳化液膜法是应用最为广泛的液膜分离技术之一。然而，乳化液膜不仅有制乳、破乳等繁杂工序外同样也要使用有机溶剂和其他有机添加剂，对环境和人体都会构成危害。离子液体是一种常温下呈液体状态的离子化合物，挥发性几乎为零，属于“绿色溶剂”，将离子液体用于液膜分离成为一种解决溶剂污染的新尝试。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种重金属的离子液体大块液膜分离回收方法，解决了现有技术操作复杂、迁移率低和有机溶剂难以循环利用的问题。

本发明采用的技术方案是，一种重金属的离子液体大块液膜分离回收方法，该方法使用一种装置，该装置包括玻璃容器，玻璃容器的中间竖直设置有上下开口的玻璃管，玻璃容器的底部设置有搅拌子，搅拌子与外部的磁力搅拌器连接；

本发明的回收方法是，利用上述的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、选取纯度为98％的离子液体[BMIM]PF₆或[BEIM]PF₆作为膜溶剂，选取纯度为98％的P₅₀₇作为载体，将载体与离子液体按照0.25～1.0∶99.75～99.0的体积比进行混合，得到液膜相；

步骤2、选取0.5～4mol/L的HNO₃或H₂SO₄作为解析相；

步骤3、将醋酸与醋酸钠按照10～90∶90～10的体积比进行混合，得到缓冲溶液，再将缓冲溶液与浓度为2.0～2.5×10^-3mol/L的待回收的重金属盐溶液按95～85∶5～15的体积比进行混合，得到料液相；

步骤4、将液膜相加入玻璃容器中，当液膜相的液面漫过玻璃管的下开口边缘时，将料液相加入玻璃容器中，使得料液相浮在液膜相之上，同时将解析相加入玻璃管中，开启磁力搅拌器以500±50转/分的转速对液膜相进行搅拌，使得重金属离子从料液相向解析相迁移；