离子交换法分离镍钴-邹剑.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,目录,概 述,重点方法,方法应用,结 语,常用方法介绍,离子交换法,离子交换法的应用、展望,鸣谢,方法介绍,分离方法概述,工业采用的方法,:,溶剂萃取法,传统镍钴分离方法,:,化学沉淀法,离子交换法在工业化的,”,瓶颈,”,主要分离方法：,其他分离方法：,聚合物一盐一水液一固萃取（非有机溶剂液固萃取）法,电反萃取法等,离子交换,概念：离子交换反应是指固相的离子交换树脂与液相,中离子间发生的离子互换反应。,金属离子是否容易交换到树脂上去，这主要取决于以,下几个方面：,Part,1,静电效应,Part,2,溶胀压的作用,Part,3,共价键的形成,Part,4,极化效应,总结：,离子交换反应是依靠树脂吸附离子，实现离子交换平衡。,腐蚀性小,离子交换法,优缺点,操作简便,环境污染,较少,难以实现大,规模工业化,离子交换材,料易被污染,对预处理,要求较高,离子交换法：,阳离子交换树脂,螯合树脂,萃淋树脂,特种无机离子交换树脂,2004,年,2,月，,So-Young Kang,等人研究了采用,IRN-77,处理废水中,Co,2+,、,Ni,2+,、,Cr,3+,，最优的树脂加人量是,0.6g/100mL,溶液。溶液中金属离子最佳浓度为,200mg/L;,吸附平衡时间为,lh,，由于树脂上硫酸功能团的脱氢作用,pH,随反应的进行而降低,;,每种金属的吸附行为都非常符合,Langmuir,等温线。,Ni,、,Co,、,Cr,吸附量分别为,:74.63,、,62.11,、,46.95mg/g,；,Co,2+,、,Ni,2+,电价相同当它们共存时吸附的程度差不多，,Cr,3+,的加人，增加了与,Co,2+,、,Ni,2+,的竞争。吸附顺序为,:Cr,3+,Co,2+,=Ni,2+,，整个实验的,pH,维持在,4,左右。,作用机理：,1,阳离子交换树脂,IRN77,可用于钻或镍的回收。,IRN77,树脂骨架为苯乙烯一二乙烯苯共聚物，其功能团为,磺酸基,，是弱酸性树脂。,在钴镍分离中的应用：,2,阳离子交换树脂,螯合树脂,萃淋树脂,特种无机离子交换树脂,螯合树脂主要是利用,配位基上,含孤对电子的原子与金属离子间通过,配位键,形成稳定的螯合物，所以螯合树脂比传统类型的离子交换剂对目标金属离子的结合能力更强，选择性也更高,。,其化学稳定性和离子交换行为主要取决于树脂骨架结构、树脂粒度大小、交联度，而且与树脂周围的介质以及树脂上已经交换吸附的离子形式有关。,作用机理：,XFS4195,树脂是大孔型苯乙烯二乙烯基苯共聚物上含有弱碱性螯合双吡啶甲基胺基团。静态吸附实验表明：该树脂对镍离子的最大吸附量为,2.0mol/kg,，吸附,Ni,的最佳,pH,为,2,。固定床实验表明：在,pH,为,1.95,料液中，金属离子,Ni,质量分数为,2,10,-4,，,Al,为,1.2,，可以使用,XFS 4195,树脂将镍离子与铝离子分离。,1,2,在钴镍回收分离中的应用：,阳离子交换树脂,螯合树脂,萃淋树脂,特种无机离子交换树脂,特种无机离子交换树脂的基础材料为接枝有改性亲水聚合物的球形硅胶，在此基础上再挂上有机官能团。由于这种特殊的无机母体材料上接枝有机官能团的结构，使其具有一系列与常规苯乙烯一聚乙烯苯有机树脂不同的性质：,1),特殊的高选择性；,2),良好的动力学性能，吸附速度很快；,3),由于具有稳定的多孔结构，这类树脂的操作压降比普通用量减少；,4),吸附与解析过程中无溶胀及收缩现象，有利于提高柱的装填率；,5),具有较好的刚性结构，树脂使用寿命长；,6),具有优良的耐高温及抗辐射性能。,作用机理：,中国生产的牌号为,WP-1,，,WP-2,，,CuWRAM,的树脂对,Ni,，,Co,，,Zn,，,Cu,有特殊的选择性，可用于分离除去溶液中的,Fe,，,Al,，,Ca,，,Mg,，,Na,，,K,等离子。,1,2,在钴镍回收分离中的应用：,展望,镍离子记忆交换树脂：,将作为基体的离子交换树脂依次用水、盐酸和,NaOH,碱液各洗一次；,将其浸入到一定浓度的镍离子溶液中，在回旋振荡器上振荡吸附一定时间后静置；,交换达到饱和后，过滤并收集树脂；,将饱和树脂再次浸入加有离子液体和醇溶剂的镍离子溶液中，置于微波反应仪辐射加热，冷却，重复操作几次；,水洗后在超声波持续作用下与洗脱剂充分接触，进行抽出洗脱；,得到功能化的镍离子记忆交换树脂。,谢谢！,