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乳化液膜技术处理含镍废水

作　者: 窦亚丽
导　师: 姜承志
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 乳化液膜镍废水提取率稳定性破乳膜内反应
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文选用Span85为表面活性剂,TBP为流动载体,液体石蜡为膜增强剂,煤油为膜溶剂,NH3·H2O、NaOH、Na2S为内相溶液,制成了乳化液膜,提取含镍废水中的镍离子。采用电导率法和彩像显微法研究乳化液膜的稳定性,与镍离子提取率。确定了表面活性剂含量、流动载体含量、内相试剂浓度、搅拌时间以及搅拌速度等影响因素,得出最佳制乳及分离条件。结果表明：NH3·H2O体系膜相组成(体积比)为Span85:TBP:液体石蜡：煤油=5：4：1：90,内相NH3·H2O浓度为1mol/L时,对0.5g/L的含镍溶液提取率可达99.32%；NaOH体系膜相组成(体积比)为Span85:TBP:液体石蜡：煤油=5：4：1：90,NaOH浓度为0.5mol/L时,对0.5g/L的含镍溶液提取率可达94.64%；Na2S体系膜相组成(体积比)为Span85:TBP液体石蜡：煤油=5：3：1：91,内相Na2S浓度为0.2mol/L时,对0.5g/L的含镍溶液提取率可达97.23%;三种体系均是在油内比为1：1,乳水比为1：3时得到最佳提取效果。考查了离心、超声、加热、联合等几种常用破乳方法的破乳效果。结果表明,单一破乳方法中,加热破乳效果较好,离心破乳次之,超声的破乳效果相对较差,联合破乳法破乳效果最好,采用离心-加热联合破乳,NH3·H2O体系, NaOH体系,Na2S体系破乳率分别能达到98.9%、97.3%、98.9%。回收破乳后油相,进行重复制乳,对镍的提取效率仍分别可达76.23%、64.86%、60.93%。采用红外光谱法,分别研究了NH3·H2O体系、NaOH体系、Na2S体系三个体系的膜内生成物。结果表明：通过比较载体和载体加镍离子的红外光谱图,证明载体起到了传输作用；通过比较分离前后的乳液的红外光谱图,证明乳液内相富集了镍离子；通过比较原始油相和破乳后油相的红外光谱图,证明破乳后的油相可以重复利用。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-22
  1.1 概述  12
  1.2 国内外含镍废水处理状况  12-13
    1.2.1 含镍废水的特征及来源  12-13
    1.2.2 目前含镍废水的处理方法  13
  1.3 液膜的分离技术  13-21
    1.3.1 乳化液膜在金属离子提取中的应用  14-15
    1.3.2 乳化液膜技术的研究进展  15-20
    1.3.3 国内外研究方向和存在问题  20-21
  1.4 本文的研究内容及意义  21-22
第2章实验  22-27
  2.1 实验仪器与试剂  22-23
    2.1.1 实验试剂  22
    2.1.2 实验仪器  22-23
  2.2 实验操作  23-24
  2.3 分析方法  24-27
    2.3.1 乳液稳定性检测  24-25
    2.3.2 镍离子的分析方法  25
    2.3.3 膜内反应研究  25-26
    2.3.4 参数计算  26-27
第3章乳化液膜法影响因素研究  27-47
  3.1 Span85-TBP-NH_3·H_2O体系提取镍  27-34
    3.1.1 表面活性剂Span85含量的影响  27-28
    3.1.2 TBP用量的影响  28-29
    3.1.3 内相NH_3·H_2O浓度的影响  29-30
    3.1.4 制乳搅拌速度的影响  30-32
    3.1.5 制乳搅拌时间对乳液液滴大小的影响  32-34
  3.2 Span85-TBP-NaOH体系提取镍  34-41
    3.2.1 表面活性剂Span85用量的影响  34-35
    3.2.2 TBP用量的影响  35-36
    3.2.3 内相NaOH浓度的影响  36-37
    3.2.4 制乳搅拌速度的影响  37-38
    3.2.5 制乳搅拌时间对乳液液滴大小的影响  38-41
  3.3 Span85-TBP-Na_2S体系提取镍  41-47
    3.3.1 表面活性剂Span85用量的影响  41-42
    3.3.2 TBP用量的影响  42
    3.3.3 内相Na_2S浓度的影响  42-43
    3.3.4 制乳搅拌速度的影响  43-44
    3.3.5 制乳搅拌时间对乳液液滴大小的影响  44-47
第4章破乳方法研究  47-57
  4.1 离心破乳  47-48
  4.2 超声破乳  48-50
  4.3 加热破乳  50-52
  4.4 联合破乳  52-55
  4.5 破乳后油相的复用  55
  4.6 本章小结  55-57
第5章膜内反应研究  57-69
  5.1 氨水体系膜内反应研究  57-61
    5.1.1 氨水体系提取镍的传输机理  57-58
    5.1.2 TBP的红外光谱  58-59
    5.1.3 TBP与TBP+Ni~(2+)的红外光谱  59
    5.1.4 未分离前的乳液与分离后的乳液的红外光谱  59-60
    5.1.5 油相与破乳后油相的红外光谱  60-61
  5.2 氢氧化钠体系膜内反应研究  61-65
    5.2.1 氢氧化钠体系提取镍的传输机理  62-63
    5.2.2 未分离前的乳液与分离后的乳液的红外光谱  63-64
    5.2.3 油相与破乳后的油相的红外光谱  64-65
  5.3 硫化钠体系膜内反应研究  65-69
    5.3.1 硫化钠体系提取镍的传输机理  65-66
    5.3.2 未分离前的乳液与分离后的乳液的红外光谱  66-67
    5.3.3 油相与破乳后的油相的红外光谱  67-69
结论  69-71
参考文献  71-77
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  77-78
致谢  78

乳化液膜技术处理含镍废水

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