乳状液膜法提取汞(Ⅱ)的研究.pdf

第5 2 卷第2 期 2 0e 年5 霸 有色金属 N O N F E F ．R O U S 艇E T A L S V o l5 2 ，N o2 M 科2 00 乳状液膜法提取汞 Ⅱ 的研究 韩玉焚，王靖芳，冯彦琳，李溉英 山西大学化学系，太原0 3 0 0 0 6 祷要采雨叛N ，N 一二{ 卜甲庚基 z - 蕺整{ 班下嚣N 5 0 3 为流弦载捧，兰1 1 3 A 为表商话毽剂、煤油为骥潜制、 H C I 溶液做内相试剂的乳状液膜从氧化物体蒜巾攫取汞 Ⅱ ，研究其迁移反应机理。实驻表明，在所缔选的适宜制乳、域移 捉取等最佳条件下，9 9 ％以上的汞 Ⅱ _ 谴 内相。 冀键词乳状液麟；掘取，汞 中耀分类号T F S 0 42 文献标识鹤A 文章编号1 0 0 1 一0 2 H 猢o 0 2 一O o 鼬一0 3 液膜分离技术具有商选择性、快速、节能等优 点，已成用于核工业、石油工业、三废治理及湿法 冶金等方蕊“，”，采用N 5 0 3 一兰1 1 3 A ～煤油一H a 戆巍靛渡膜提取汞 嚣 瓣工{ 未觅掇遘。拳文 经实验筛选出有关裁乳、迁移及破乳的条件，为进 一步从含求资源中提取慕的扩大实验提供有关数据 和条件。 l实遘奎部分 在捣碎机中，祷N 5 0 3 及表面活性荆按一定比 例溶于煤油中，在强烈搅拌 2 0 0 0 r ／r a i n 下加 入一定量的内檀试剂} { C l 溶液，经预试验确定搅 拌1 0 r a i n 霹{ 摹骜稳定瓣漓钰采鳌嚣获滚貘。将其 按一定的乳水比处理禽汞 Ⅱ 溶液，搅拌 2 0 0 r ／r a i n 一定时间，取样用P A N 分光光度 法”测定水相中的汞含髓。乳液经多状使用效率 降低蠡，避擐破瑰，谈孥￡嚣蝰永摆 肉零穗 塞集 汞f I I ，丽有租相 濑相 返回翻巍嚣再制巍． 上述过程均为常温。 2 结果与讨论 2 。l 巍状液簇迁移汞 1 I 嚣复应撬瑷 N 5 0 3 是酰胺类萃取剂，在此液膜体系中做流 动载体，在氯化物体系中聚 I I 多以H g C l 2 , - 形 式存在，因此N 5 0 3 迁移寐 Ⅱ 的反斑过程如匿 1 巍示。 界两I 膜相与外水相的交界掰，发生萃取 反应，N 5 0 3 将按含H g n 外水相盐酸体系生成 相应的胺盐。 鹱夔霹期} 9 9 9 0 6 ～0 l 黪醚鞋麓1 9 9 9 一辨一1 3 作者筒舟韩玉英 1 9 5 6 一 、蠹，山西五台县 ，讲师 券筒I 界面Ⅱ ≥净 内相 ，H g G 2 , ／ 2 H 4 2 H c l 图1H g Ⅱ 通过膜相的迁移 F i g ．1T r a n s p o r to fH g 1 I t h r o u g hm e m b r a n ep h a s e 2 e } 王p 摊R 鸫2 珏螽 2 c l 面 2 C H 3 C O N R 州C 1 0 1 2 C H 3 C O N R 再C I m H g C l ‰ 一 C H 3 C O N R 毋 潞g a Ⅷ 2 C t ；a 2 式f 2 说骧N 5 0 3 迁移H g 疆 戆反应屠翔离子 交换反应。。满过对有关豹紫外可觅光谱进行分 析，而确证此脱应机理。由图2 可见N 5 0 3 的胺盐 和萃合物的 一分别出现柱3 1 4 0 h m 及3 1 6 ．0 r a n 处。两者最犬暇收峰住稠近，说镄N 5 0 3 从H C l 分 藤孛迁移 攀墩 H g Ⅱ 辩，C H ，C O N R 搿 静 结构并未发生敬变，只是与其结合的a 一和H g C l 2 , - 进行了交换 明离子交换反废 ．形成离子缔食物 C H 3 C O N R 辫 毋9 0 7 。出熙2 还可见，水檑H g ￡噩 鲢l 一谯2 2 8 ．0 n m 娃，遮是H g C I ；一越爨静 特征吸收，说明F i g Ⅱ 在水相中童簧以 H g c l 2 - 形式稃摄，当其在界厮I 被N 5 0 3 翠取 膝，峰位红移攒3 1 6 。0 n m 处，说明所形成的翠合物 褒子缔舍犍 菱稳定。 界面Ⅱ骥相与内相的交弊面．发生反荤墩反应 万方数据 第2 期 韩玉英等乳状液膜法提取求 Ⅱ 的研究 8 l 圈2 紫外可见党潜鎏 ⋯⋯一水相r i g I I 一一N 5 0 3 萃音姆 F i g ．2U V V i s p e c t r o 盯a m C H ，C O N R 曩 2 H g C l _ 0 2 H C I f n 2 C H 3 C O N R 赳C 1 ∞ H g O ‰ 2 He 3 从式 3 看出，酸的反萃作用可再生胺盐 C H ，C O N R ’H C l ，其返回界面I 按式 2 重又迁移 提取外相中的H g Ⅱ ，如此过程使萃取及反萃取 同时进行，不断推动式 2 的平衡向右移动，使 传质过程持续发生，从而达到迁移H g H 的目 的。 2 ．2 制乳条件及提取条件的选择 2 ．2 ．1 表面活性剂及其用量和载体用量的选择。采 用3 ％0 v ／、， N 5 0 3 3 ％0 v ／Ⅵ表面活性剂一煤油 一1 ．0 m o l L 一 I - I C l ，油内比2 l 的液膜体系以乳 承比l 3 迁移外相 H 浓度0 ．0 6 t o o l L “ 5 鼬g m L “的H g Ⅱ ，表面活性捌分别用兰 1 1 3 B 、s p a n 8 0 及兰1 1 3 A 。实验表明，前两者乳液 不稳定，兰1 1 3 A 乳液稳定，经5 m i n 迁移，其提 取帛 E ％ 为9 5 ．6 8 ％。本实验采用兰1 1 3 A 制乳 为宜，而当其用量为5 ％时，提取率有一最大值 图3 。上述诸条件中 兰n 3 A 选用5 ％ ，仅 改变N 5 0 3 的用量．图4 表明，载体N 5 0 3 用量为 2 ％时，H g Ⅱ 的提取率最高。 2 ．2 ．2内相试剂H a 浓度及油内比R 。i 的选择。 在上述制乳及提取条件中，除N 5 0 3 及兰1 1 3 A 分 别采用已优选的用量2 ％及5 ％外，只改变内相 H a 的浓度，实验结果如图5 所示。随内相H a 溶液浓度增加，H g Ⅱ 的提取率亦增太，当浓度 超过2 m o i ￡“时．其提取率下降，可见H a 浓 度选择2 ．0 m o l L - 1 为宜，如前所述内相试剂H a 在此液膜体系中起反萃取作用，它推动式 2 的 平衡向右移动，因此增大其浓度，有利于H g I I 】 的迁移 但当其浓度太大时。影响膜的稳定性．导 致提取率下降。 圈3 兰1 1 3 A 浓度对提取H 訾 Ⅱ 的影响 F i g ．3 E f f e c to fL a n1 1 3 Ac o n c e n t r a t i o n 0 1 1e x t r a c t i o no fr l g I I 图4N 5 0 3 浓度对摄取H g I I 的影响 F i g ．4 E f f e c to fN 5 0 3c o n c e n t r a t i o n 0 1 “ 1e x t r a c t i o no fl a g Ⅱ [ H O ] ／ m o lL 一 匿5 肉相H a 浓度对提取汞的影响 F i g ．5 E f f e c to fH C Ic o n c e n t r a t i o ni ni n n e r p h a s e0 1 2e x t r a c t i o no fH g n1 油内比R 。。是制备乳状液膜时，油相与内水相 的体积比，它直接影响液膜的稳定性和渗透率。当 只。；较大对，液膜厚度增加，膜稳定性高但渗透率 低；雨当R 。。较小时，液膜交薄，渗透率提高但 万方数据 有色金属 第5 2 褥 膜稳定性减，j 、。变嬷表明。R 。分攒为3 i 、 2 l ，3 2 ，H g 1 i 的提取率 ％ 为9 6 ．5 6 、 9 9 ．1 2 、9 7 ．6 3 。R 。，选2 1 ，效果最好。 2 ．2 。3 终稷酸度及巍承跑霁。。的选择。在鞋主掰 选撵的各制乳条件下，以乳水比l 3 妊移酸度不 同的含H g Ⅱ 5 0 ／2 9 m L ” 承样，由翻6 褥 f H ] ／ m o l L 一’ 嗣6 外相H 浓度对提取H g Ⅱ 的影响 F i g ．6 E f f e c to f 王{ ’c o n c e n t r a t i o ni ne x t e r n a l p h ∞eO n , e x t r a c t i o no f } 坫 Ⅱ 知，外援酸度 H C I 选择0 ．1 m o l L “为宜 迁 移时间5 m i u 。 乳水比R 。。是乳液与外水相的体积比，采用 2 ％N 5 0 3 5 ％兰l1 3 A 一潆演～2 ，0 m o l L o } | C I 静 乳状液膜体系，以不同乳水比迁移外相 H 浓 度0 ，l m o l L “ 中的不同浓度的H g Ⅱl 避穆 拜萱闯5 r a i n ，结果袭明，警H g 驳 浓寝为 5 0 u g m L “时，最佳乳水比1 8 ，H g Ⅱ 的提取 率9 9 ．3 6 ％；H g E 竣度为1 0 0 9 9 m L 。时，最佳 乳水比l 5 ，提取率9 9 ．4 2 ％。在高效提取情况 下，如适擞延长迁移时间，j 丕可减小乳水比，而进 一步提高撬致H g 1 7 酶效羲。 2 ．2 ．4 破乳方法的选择．破乳是乳状液膜法的关 键技术之～。本文采用三静方法破瑰高速离心 4 0 0 0 r ／r a i n ，1 5 m i n ，破乳率8 7 ．9 0 ％；加热2 0 r a i n ， 乳液基本束破；而用高压静电破乳 电压2 ．5 k v 3 r a i n ，酸霉‘率这9 8 。l ∞0 。 参考文藏 曾平，王难鑫．稀有盎属，1 9 9 3 ．1 7 2 8 9 攀甓捏，兴玉蓉．王娃零处理，1 9 9 5 , l s 圆t 4 “NN ．AIC hEJ ，1 9 7 l ，1 7 4 5 9 株州冶炼厂等编．有色冶金中冠索的分离与测定．北京冶金正业出版社．1 9 7 9 ．1 8 5 秦启宗，毫家驻等编著。诧学势离汝。l ￡索琢于糍工韭出版牡，1 9 8 4 ．5 8 E X T R A C T I O NO FH g 1 3 B YE M U L S I O NL I Q U I DM E M B R A N EM E T H O D H A NY u y i n g , W A N GJ i n g f a n gF E N GY a n l i n ，1 2X u y m g D e p a r t m e n to yC h m n 括t r y 1 5 h a n x lU n i , m , s i l y 。T a i y u a n0 3 0 0 0 6 A B 锄A C 了 M e r c u r y f Ⅱ w a se x t r a c t e df r o mc h l o r i d es y s t e mb yt h ee m u l s i o nl i q u i dm e m b r a n e ．I nt h i sl i q u i d m e m b r a n es y s t e m ，N 5 0 3i su s e da sm o b i l ec a r r i e r ，L a n11 3Aa ss u r f a c t a u t ，k e r o s e n ea ss o l v e n t ，a n d 壬{ 蔓s o l u t i o na si n n e rp h a s e 。T h et r a n s p o r tr e a c t i o nm e c h a n i s mw a se v i d e n c e dc o n e l n s i v e l y 。T h es t u d y i n d i c a t e dt h a tu n d e rt h eo p t i m u me x p e r i m e m a lc o n d i t i o n sm 坤t h a n9 9 ％H 甙Ⅱ W a st r a n s p o r t e di n t o i n n e rp h a s e ． K E YW O R D Se m u l s i o nl i q u i dm e m b r a n e ；e x t r a c t i o n ；m e r c u r y 万方数据