[其他]水溶液中重金属离子的胶除剂及制备法

说明书

本发明涉及以交联水不溶性聚乙烯醇黄原酸盐为主要成分的组合物及其制备法，并以该组合物作为重金属离子的脱除剂除去水溶液中的重金属离子。

从水溶液中除去重金属离子的方法，通常是加入碱金属或碱土金属的氢氧化物，或加入碱金属的硫化物而形成重金属氢氧化物或重金属硫化物沉淀而除去。上述所有的沉淀物均为浆状物难于过滤回收。

C.L.Swanson等用淀粉为原料合成了水溶性淀粉黄原酸钠（Agricultural    Research    21（9）1973    P3～4;Eviron    Sci    Technol    7（7）1973    Po14），发现该化合物能与重金属离子生成不溶性沉淀物，可除去水溶液中重金属离子，但脱除效率低，不能满足现代的废水排放标准，还引起二次污染。

美国专利文献3，979，286提出用交联水不溶性淀粉黄原酸盐组合物，除去水溶液中重金属离子。该发明是将可溶性淀粉用交联剂交联形成交联水不溶性淀粉，所用的交联剂可以是3-氯-1，2-环氧丙烷，磷酰氯、三偏磷酸钠、甲醛等。然后再将交联的水不溶性淀粉在强碱性溶液中与二硫化碳反应。由于碱和二硫化碳量的变化导致交联产物具有不同的黄原酸基的取代度。黄原酸化的时间1～16小时，然后用几种不同的方法进行洗涤处理。交联水不溶性淀粉与二硫化碳反应时二硫化碳的浓度范围为0.08～0.4摩尔/升，氢氧化钠的浓度为0.2～1.8摩尔/升。该交联水不溶性淀粉黄原酸钠组合物是一种高效重金属离子脱除剂，其交换当量为1.5毫克当量/克左右，具有高效除去水溶液中多种重金属离子的能力，而且制造方便。其缺点是生产交联水不溶性淀粉黄原酸钠组合物要消耗大量的优质淀粉;另一个缺点是交联水不溶性淀粉黄原酸钠吸附重金属离子后呈渣泥状，很难作洗脱回收处理，水相很难澄清;再一个缺点是交联水不溶性淀粉黄原酸钠的质量受淀粉产地及淀粉中的杂质种类及含量的影响，致使其除重金属离子的能力明显下降，甚至由于杂质含量较高使交联反应无法完成，有些淀粉由于贮存过程中因其蛋白质的酸败，或是淀粉在细菌酶的作用下部分水解，使最后产品脱除重金属离子的能力有很大的差异，质量降低。

为了克服不溶性淀粉黄原酸盐在应用中的缺点，不少研究工作者考虑到纤维素、木屑等物质的组成与淀粉一样，也是由葡萄糖分子缩合而成，因此以木屑、纤维素等为原料经与二硫化碳、氢氧化钠反应后，制成不溶性纤维素黄原酸钠或不溶性木屑黄原酸钠，其内核为纤维素，表面外膜为纤维素黄原酸钠。

美国专利文献4，166，032介绍了用纤维素黄原酸盐除去废水中重金属离子的方法和设备。将纤维素物质在碱性溶液中，例如氢氧化钠溶液中与二硫化碳反应制备纤维素黄原酸钠。亦可使其成为镁、钙、锂、钾盐。以纤维素黄原酸盐作为工业废水中重金属离子的脱除剂的优点是：它吸附重金属离子后，容易脱水，流出来的水相澄清，并容易将其吸附上的重金属离子洗脱，洗脱出的重金属离子可作为副产物回收;用过的纤维素黄原酸盐可以进行再生，重新黄原酸化，循环使用，避免了水不溶性淀粉黄原酸盐的一些缺点;纤维素黄原酸盐呈颗粒状，尤其适用以交换柱的形式处理含有重金属离子的废水溶液，又可在同一交换柱内进行洗脱，再生处理。其缺点是：纤维素黄原酸盐的交换当量比水不溶性淀粉黄原酸盐的低，仅为0.4毫克当量/克左右;另一缺点和水不溶性淀粉黄原酸盐一样，木屑、纤维素中的有效成分往往因原料种类不同或产地不同而有很大区别，其中的各种杂质的种类及其含量对它的黄原酸化反应有着程度不同的影响，使得生产出来的纤维素黄原酸盐的脱除水溶液中重金属离子的能力有不同程度的下降，影响产品质量，同时也限制了其推广应用。

本发明的目的就在于研究出一种以人工方法合成的能脱除重金属离子的水不溶性高分子黄原酸盐为主要成分的组合物，来代替天然高分子为原料的黄原酸盐，以克服在合成中大量耗用优质淀粉、纤维素、木材的缺点，而使人工合成的水不溶性高分子黄原酸盐为主要成分的组合物具有水不溶性淀粉黄原酸盐、纤维素黄原酸盐的各自的优点，又避免它们各自的缺点。本发明的另一个目的是研究出上述的以一种人工合成的水不溶性高分子黄原酸盐组合物的制备方法。

聚乙烯醇是维纶生产中的中间产品，近年来，随着我国石油化工业的发展，产量有很大的提高，各国均在研究开发聚乙烯醇的非纤维用途，聚乙烯醇具有良好的稳定性，且有较好的化学反应性能，即可将其交联成水不溶性，又可利用其羟基经黄原酸化反应制成以交联水不溶性聚乙烯醇黄原酸盐为主要成分的组合物。