發(fā)布時間：2020-07-14 10:46

【摘要】：在工業(yè)廢水種類中,含銅工業(yè)廢水因其來源廣泛、組分復(fù)雜且難以生物降解的特點,對生態(tài)環(huán)境與人類健康產(chǎn)生了巨大的威脅。因此對含銅廢水進行有效處理具有十分顯著的學(xué)術(shù)價值與挑戰(zhàn)性十足的應(yīng)用前景。本課題以含銅廢水為研究目標(biāo),研究了單級錯流萃取含銅廢水的基本原理,考察了單級錯流萃取過程中萃取體系、萃取劑濃度、萃取相比(A/O)、振蕩時間與溫度等影響Cu2+去除率的因素,得出最佳實驗條件為:在室溫條件下以N902/煤油為萃取有機相,萃取劑N902濃度為20%,萃取相比(A/O)為5/1,振蕩時間為3 min時,單級錯流萃取反應(yīng)Cu2+去除率可達到99.96%。進而通過設(shè)計響應(yīng)曲面法實驗探討了影響因素之間的交互作用,通過對響應(yīng)曲面變化趨勢圖進行分析可知,單級錯流萃取過程中各影響因素對Cu2+去除率作用的大小順序依次為:振蕩時間萃取相比(A/O)萃取劑N902濃度。針對多級錯流萃取反應(yīng)原理的詳細分析,結(jié)合具體處理目標(biāo)與生產(chǎn)實際,初步設(shè)計了多級錯流萃取工藝對含銅廢水進行處理。設(shè)計內(nèi)容包括了工藝流程的確定、廠房的平面布置、儀器設(shè)備選型與技術(shù)經(jīng)濟分析等內(nèi)容。通過對工程建設(shè)成本、設(shè)備成本、藥品消耗與其他費用的工程技術(shù)經(jīng)濟分析等,給出了三級錯流萃取工藝的經(jīng)濟可行性。確定了三個串聯(lián)的填料萃取塔與反萃取塔的半徑為6 m,塔高為8 m,壁厚為0.004 m,材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì),采用高效扁環(huán)填料進行作為填充物。并對負載有機相使用硫酸溶液對其進行反萃取操作以回收廢水中的銅資源與再生利用萃取劑。分析了反萃取劑濃度以及反萃取相比對反萃取效率的影響,得出最佳實驗條件為:在室溫條件下以硫酸為反萃取劑,濃度為4 mol/L,反萃取相比為1/2時,反萃取效率可達到96.77%。本文探討了錯流萃取反應(yīng)處理含銅廢水的相關(guān)機理。實驗結(jié)果顯示本錯流萃取反應(yīng)處理Cu2+的反應(yīng)過程為一級吸熱反應(yīng);以N902為主體萃取劑的錯流萃取反應(yīng)處理Cu2+的過程中,每生成一個萃合物分子便需要兩個N902分子結(jié)合一個Cu2+。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文表 2-2（續(xù)表）儀器名稱 規(guī)格與型號 生產(chǎn)廠家 產(chǎn)地蠕動泵 BT100-2J 保定蘭格恒流泵有限公司 中國蠕動泵 BT00-300M 保定蘭格恒流泵有限公司 中國紫外/可見分光光度計 UV-2550 日本島津公司 日本ICP-AES Optima 8300 PerkinElmer 美國根據(jù)錯流萃取的基本原理，實驗過程中采用 250 mL 的分液漏斗與數(shù)顯調(diào)速多用振蕩器來完成具體實驗。具體實驗儀器如圖 2-1 所示。

完成單級萃取過程所用衡級的概念對單級錯流萃取過程理論依據(jù)和條件支持。了單級錯流萃取過程的基本原理的各實驗因素，如萃取體系、度等。進而借助于單因素優(yōu)化結(jié)行優(yōu)化分析。析的基本原理借助平衡級的概念對單級錯流萃定的流量加入溶質(zhì)初始濃度為 有機相，兩相充分接觸混合反應(yīng)而得到溶質(zhì)濃度為 A1的料液水

當(dāng) Cu與諸如 Cl的弱配體配位時，Cu將面體配離子。當(dāng) Cu2+與強弱配體配位時，Cu2+將進位平面結(jié)構(gòu)配離子。研究認為[55,56]這是因為 Cu2+為周圍的配體排斥力作用大小不同，造成晶體場形變應(yīng)，使得六個配體不等價。此外研究者[55,57]還發(fā)現(xiàn)角雙錐等構(gòu)型。取體系的選擇比較取銅的萃取劑有肟類（羥肟與醛肟）、 -二酮類、過查閱文獻，綜合萃取效果、反萃取效果與經(jīng)濟性類萃取劑作為實驗的預(yù)備萃取劑進行預(yù)實驗來探索子結(jié)構(gòu)中同時包括羥基官能團（-OH）與肟基官能團們將其稱之為羥肟類銅萃取劑[59]。當(dāng)羥肟類銅萃取所置換出來，N 與 O 形成 N-N 或 N-O 配位化合物較高的選擇分離作用，這是由于羥肟類銅萃取劑中 與 Cu2+生成的螯合物穩(wěn)定性高于第一過渡周期的其分子結(jié)構(gòu)式如圖 3-3 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2754868