液膜法处理含镍废水的最佳条件试验.doc

液膜法处理含镍废水的最佳条件试验
国内外有人用SPAN-80作表面活性剂、P204为载体来分离回收镍，已取得一定的成效。本文采用新型表面活性剂L113B，以TBP为载体，民用煤油作膜溶剂，1.0mol/L的氨水为内相解析试剂制成的液膜对含镍水进行处理，取得了明显效果，同时也显示出L113B是一种应用前景良好的表面活性剂。
1分离机理
乳化液膜是高度分散的油包水型体系，内相试剂的分散是靠表面活性剂的作用。当表面活性剂在油水界面上吸附时，由于其不同的集团，油相容易发生形变，将水油包结起来形成乳白色的液膜。镍在酸性水溶液中主要以〔Ｎi(Ｈ2Ｏ)4〕2+形式存在。由于其在油相中溶解度的限制，难以直接透过液膜扩散到内相水溶液中去。但在液膜中加入流动载体TBP时，它可以迅速与水合镍离子发生作用，形成大的络合物，促使它们在油相中溶解，通过液膜后实现浓缩回收。
［Ni(H2O)4］2++mTBP→[Ni(TBP)m(H2O)4]2+[Ni(TBP)m(H2O)4]2++4NH3·H2O→[Ni(NH3)4]2++mTBP+8H2O
萃取浓缩后，改变pH或用高压静电破乳使油水分离，得到高浓度的含镍溶液，油相可循环使用，流程如图1所示。

2试验部分
2.1试剂与仪器L113B(聚双丁二酰亚胺)，TBP(磷酸三丁脂)AR，金属镍99.99％，氯化镍AR，氨水AR，煤油(民用)。WFX-1A型原子吸收分光光度计；PHS-3C数字式酸度计；高压静电破乳器(自制)。2.2制乳将表面活性剂L113B、溶剂煤油、流动载体TBP按一定的比例混合，加入1.0mol/L的氨水作为解析试剂，在制乳器中进行高速搅拌(转速＞2000r/min)10～20min，得到白色稳定的乳状液膜。2.3分离将含Ni2+100mg/L的配水调节pH值为4.70左右，加上一定量上述乳状液，在分离器中以300r/min的速度搅拌30min、静止15min后乳状液与水分层，最后测定水中残留Ni2＋含量。2.4破乳分离后的乳状液用高压静电法破乳，使内相水溶液与油相分离，油相返回制乳器循环使用，水相中的Ni2+回收利用。2.5Ni2+浓度的测定用WFX-1A型原子吸收分光光度计测定处理后水中残留Ni2+浓度，以便确定最佳分离条件。
3结果与讨论
3.1酸度的影响实验结果表明：pH在4.0左右提取率(ER)最高，可达92％；当pH＞3.0时提取率均在92％以上。外相液酸性太强(pH＜3.0)，膜易发生溶胀，稳定性差，容易破裂；当pH＞3.0时，液膜稳定性很好；pH在4.0左右，溶胀率最小。3.2油内比与载体含量的影响油相与内相解析氨水的比例关系直接影响分离效果，当油内比Roi为1.75时提取率最高，如图2。

油相中TBP含量高时，液膜容易发生溶胀而使提取效果降低；TBP含量过低时分离速度降低；只有当TBP在油相中体积百分比为6.8％时提取率最高，而且膜稳定性好，如图3。

3.3表面活性剂用量的影响乳状液中表面活性剂含量过大时，因其在油水界面排列不规则，提取率下降；当表面活性剂含量较大时，提取率高但膜过于稳定而不宜破乳；当其含量太少时，液膜不稳定易发生破裂。试验结果表明L113B的含量为1.8％时效果最佳。3.4外相水与乳状液比的影响由表1看出，试验中外相水与乳状液体积比在20∶1、15∶1、12.5∶1时提取率(ER)均在92％以上，当水乳比为10∶1时，提取率达96％。
表1水乳比影响水乳比20:115:112.5:110:15:1Eg(%)92.793.995.196.096.03.5破乳与回收采用加浓盐酸改变pH法破乳，对循环使用油相制成的液膜有一定的影响。试验用自行制作的高压静电器破乳，破乳率可达96％，并且设备简单，易于实用。测定表明，回收率可达86.4％。
4结论
①以L113B-TBP-煤油组成的液膜体系，用于处理低浓度(100mg/L以下)含镍废水，工艺简单、分离速度快、提取率可达96％以上，可以满足处理和回收的要求。②对于含镍浓度为100mg/L左右的酸性废水，液膜体系的最佳配比为：煤油∶L113B∶TBP=91.4∶1.8∶6.8(体积比)油相∶内相水溶液=1.75∶1(体积比)外相水∶乳状液=10∶1(体积比)③液膜经连续反复运行7次，未发现性能有明显变化。