纯化废盐酸的方法与流程

文档序号:14955014发布日期:2018-07-17 23:22阅读:708来源:国知局
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年11月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2016-0148633和于2017年10月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0138499的权益,这两项申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。本发明涉及一种纯化废盐酸的方法。
背景技术
:二氯乙烷(edc,1,2-二氯乙烷)是在氯乙烯单体合成反应(参见下面的反应式1)的过程中产生的物质,可以通过乙烯和氯的反应使用直接氯化方法以及通过乙烯、氯化氢和空气(氧气)的反应使用氧氯化反应来制备。[反应式1]c2h4+cl2(或hcl)→ch2=chcl+ch2clch2clch2clch2cl→ch2=chcl+hcl在二氯乙烷的生产过程中连续产生预定量的副产物,如废盐酸(或稀盐酸)。在废盐酸作为添加到氯碱电解池的阳极液中的盐酸被再利用或作为用于氧氯化反应的原料被再利用的情况下,由于从工厂排放的有害物质的量和购买氯化氢的成本的降低,会出现环境和经济效益。因此,为了降低制造成本,已经对通过纯化来再利用废盐酸的方法进行了各种研究。必须除去残余在废盐酸中的各种金属组分,例如,铁(fe)、铝(al)、钙(ca)、钾(k)、镁(mg)和镍(ni)以再利用废盐酸。在阳极液中存在上述金属的阳离子的情况下,由于阳离子与电解池中的膜的表面或内部的oh-离子反应而生成氢氧化物,会导致电压升高和电流效率降低。特别是,当二氯乙烷工艺中使用的水用脱矿物质水代替时,除了fe以外的大部分金属组分被除去,但是,由于即使水被代替,fe仍然存在,所以需要额外的纯化工艺以除去废盐酸中的fe。目前,除去fe的最常见方法是在除去废盐酸中存在的游离余氯组分之后,使用离子交换树脂分离fecl3的方法。由于废盐酸中存在的游离余氯导致离子交换树脂的活性位点的严重失活,因此在进行fe纯化工艺之前,必须首先除去游离余氯。作为除去游离余氯的方法,可以使用真空脱氯方法、蒸汽/空气汽提方法、亚硫酸盐添加方法、使用活性碳的方法或紫外线(uv)方法。真空脱氯方法是通过压力控制除去cl2的方法,可以将其与常规的阳极液脱氯方法结合。然而,其缺点是工艺复杂、工艺成本高、除去效率低。蒸汽/空气汽提方法是使用蒸汽或空气的汽提方法,其不利的是能量消耗大并且需要额外的投资成本。此外,亚硫酸盐添加方法是如下面的反应式2中的工艺:通过如na2so3和nahso3的亚硫酸盐至硫酸盐的氧化反应来还原cl2的方法,该方法也具有低的游离余氯除去效率,并且在常规的硫酸盐除去系统(srs)中硫酸盐处理会过载。[反应式2]nahso3+hocl→nahso4+hcl使用活性炭的方法是使用活性炭吸附cl2的方法,该方法存在的不便之处在于,必须考虑在强酸环境中的效率并且必须考虑是否是气体对象或者液体对象。uv方法是如下面的反应式3中的通过使用紫外线能量选择性地除去游离余氯的方法,据报道,hocl在238nm的波长下被良好吸收。然而,该方法的不利之处也在于,工艺成本增加并且游离余氯除去效率低。[反应式3]cl2+h2o→hocl+hcl2hocl→o2+2hcl如上所述,提出了在除去fe之前除去游离余氯的各种方法,但是,如在废盐酸中0.8以下的ph非常低的情况下,会不容易将游离余氯除去至小于5ppm的浓度。另外,关于使用离子交换树脂分离fecl3的常用方法,由于从其中除去了游离余氯的水通过交换被回收和使用,因此需要两步纯化工艺。因此,由于工艺设备和维护成本增加,将该方法应用于实际工艺存在困难。如上所述,关于从废盐酸中除去fe的常规方法,由于工艺步骤复杂,不仅能量消耗和成本高,而且从废盐酸中除去游离余氯的效率也较低。因此,需要开发一种高度纯化废盐酸的方法,同时降低能量消耗和成本。现有技术文献(专利文献1)美国专利no.2,787,525(专利文献2)日本专利no.3511244技术实现要素:技术问题本发明的一个方面提供一种使用溶剂萃取法纯化废盐酸的方法。技术方案根据本发明的一个方面,提供一种纯化废盐酸的方法,该方法包括以下步骤:通过将萃取剂溶解在有机溶剂中制备萃取液(s1);通过将萃取液添加到废盐酸中用有机溶剂萃取废盐酸中的金属组分(s2);分离废盐酸层和含有金属组分的有机溶剂(s3);以及通过回收分离(分开)的废盐酸层得到纯化的盐酸(s4),其中,基于废盐酸中含有的金属组分中1摩尔的铁(fe)离子组分,所述萃取剂的用量为40摩尔以上,并且废盐酸和萃取液以1:0.1至1:1的体积比混合。在本发明的纯化废盐酸的方法中,用于制备萃取液的有机溶剂可以包括选自芳族烃溶剂、脂肪族烃溶剂和醇中的至少一种溶剂。具体地,所述芳族烃溶剂可以包括选自甲苯和二甲苯中的至少一种。所述脂肪族烃溶剂可以包括选自甲基环己烷和环己烷中的至少一种脂环族烃溶剂,或者具有6至20个碳原子的直链烃溶剂,例如,选自煤油、正己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和十二烷中的至少一种。所述醇可以包括具有6至20个碳原子的一元醇。并且,所述萃取剂可以包括选自三辛胺、甲基异丁基甲酮、三烷基氧化膦和磷酸三丁酯中的至少一种,具体地可以包括选自三辛胺和甲基异丁基甲酮中的至少一种,更具体地,可以包括三辛胺。基于废盐酸中含有的金属组分中1摩尔的铁(fe)离子组分,所述萃取剂的用量可以在40摩尔至60摩尔的范围内。有益效果如上所述,对于使用根据本发明的溶剂萃取方法的纯化废盐酸的方法,由于该方法可以有效地从废盐酸中除去金属组分,特别是铁(fe)离子组分至1ppm以下的浓度,盐酸的循环效率可以得到提高。另外,对于使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸的方法,由于溶剂可以通过使用的溶剂的再生而重复使用数次,因此与常规工艺相比可以简化工艺,并且可以得到降低能量和制造成本的相应效果。附图说明后面的附于本说明书的附图通过示例说明本发明的优选实施例,并且与下面给出的本发明的详细描述一起,用于使得本发明的技术构思能够得到进一步理解,因此本发明不应该仅以这些附图中的事项来解释。图1是用于说明使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸的方法的流程图;图2是使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸的方法的示意性工艺图;图3示出了比较通过使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸之前和之后盐酸颜色变化的图像。具体实施方式在下文中,将更详细地描述本发明。应该理解的是,说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应该解释为在常用词典中定义的含义。还应该理解的是,基于发明人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地解释本发明的原则,词语或术语应该被解释为具有与其在相关领域和本发明的技术思想的上下文中的含义一致的含义。关于从废盐酸中除去金属组分,特别是铁(fe)离子组分的常规方法,由于工艺步骤复杂,例如,包括除去游离余氯的步骤,不仅能量和成本消耗较高,而且从废盐酸中除去游离余氯和fe离子组分的效率也较低。因此,本发明的目的在于提供一种如下方法:通过使用溶剂萃取方法从废盐酸中有效地除去金属组分,特别是铁(fe)离子组分至浓度为1ppm以下,例如,0.1ppm以下,而无需另外进行除去游离余氯组分的步骤,可以降低能量消耗和成本,并且同时可以高度纯化废盐酸。具体地,在本发明的一个实施方案中,提供一种废盐酸的纯化方法,包括以下步骤:通过将萃取剂溶解在有机溶剂中制备萃取液(s1);通过将萃取液添加到废盐酸中用有机溶剂萃取废盐酸中的金属组分(s2);分离废盐酸层和含有金属组分的有机溶剂(s3);以及通过回收分离(分开)的废盐酸层得到纯化的盐酸(s4),其中,基于废盐酸中含有的金属组分中1摩尔的铁(fe)离子组分,所述萃取剂的用量为40摩尔以上,并且废盐酸和萃取液以1:0.1至1:1的体积比混合。具体而言,图1是用于说明根据示例性实施方案的使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸的方法的流程图。图2是使用本发明的溶剂萃取方法纯化废盐酸的方法的示意性工艺图。首先,本发明的纯化废盐酸的方法还可以包括在制备萃取液(s1)之前,测量废盐酸中含有的金属组分中的fe离子组分的浓度的步骤(s0)。在这种情况下,废盐酸中含有的金属组分中的fe离子组分的浓度可以通过电感耦合等离子体质谱分析来测量。具体而言,称重约5g的样品并且放入corning管中作为内标,然后用25ml的超纯水稀释,通过使用电感耦合等离子体-发射光谱仪(icp-oes)(optima7300dv)分析样品。另外,参考图1,本发明的纯化废盐酸的方法可以包括通过将萃取剂溶解在有机溶剂中制备萃取液的步骤(s1)。在这种情况下,有机溶剂是用于改善有机相的物理性能(例如粘度和比重)和调节预定量的萃取剂的浓度的(稀释)溶剂,其中,有机溶剂的代表性实例可以包括选自芳族烃溶剂、脂肪族烃溶剂和醇中的至少一种溶剂。具体而言,所述芳族烃溶剂可以包括选自甲苯和二甲苯中的至少一种。所述脂肪族烃溶剂可以包括选自甲基环己烷和环己烷中的至少一种脂环族烃溶剂,或者具有6至20个碳原子的直链烃溶剂,具体而言,选自煤油、正己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和十二烷中的至少一种。另外,所述醇可以包括具有6至20个碳原子的一元醇,其典型实例可以是2-乙基己醇或2-十二烷醇。有机溶剂取决于烃的含量会受萃取平衡和萃取速率的影响,其中,具体而言,作为有机溶剂,理想的是使用在萃取过程之后表现出最低的总有机碳(toc)值的甲苯,因为与水的相分离顺利并且对金属的选择性比水高。在这种情况下,表述“toc值”表示包含多少萃取剂或稀释剂的值,可以通过检查萃取过程之后纯化的高纯度盐酸中包含的有机杂质的浓度来确定。此外,萃取剂是用于离子交换反应的化合物,其中,作为其典型实例,可以使用选自三辛胺、甲基异丁基甲酮、三烷基氧化膦和磷酸三丁酯中的至少一种,并且,在这些化合物中,优选使用三辛胺和甲基异丁基甲酮,其不仅相分离效果可以高于作为磷系萃取剂的三烷基氧化膦或磷酸三丁酯,而且还可以容易地除去废盐酸中的金属组分,特别是铁(fe)离子组分,在纯化过程中使用的有机溶剂可以再利用,结果可以得到节省成本的效果。例如,可以使用三辛胺。目前的商用萃取剂的实例可以是作为氮系萃取剂(含有三辛胺)的alamine336或aliquat336,或作为磷系萃取剂(含有三烷基氧化膦)的cyanex923,并且这些萃取剂可以单独使用或者组合使用。基于废盐酸中含有的金属组分中1摩尔的铁(fe)离子组分,使用的萃取剂的量可以在40摩尔以上,具体地在40摩尔至60摩尔,更具体地在40摩尔至50摩尔,例如,40摩尔至45摩尔的范围内。在使用的萃取剂的量小于40摩尔的情况下,除去金属组分,特别是fe离子组分的效果会不显著。另外,在使用的萃取剂的量大于60摩尔的情况下,除去金属组分,特别是fe离子组分的效果没有显著差异,但是,由于会使用大量的萃取剂,制造成本会增加。因此,考虑到合适的制造成本和fe离子组分除去效率,萃取剂的使用量可以为60摩尔以下。随后,参考图1和图2,在本发明的纯化废盐酸的方法中,在将废盐酸加入到反应容器中之后,可以在加入并搅拌萃取液的同时进行用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分的步骤(s2)。在这种情况下,废盐酸中含有的金属组分主要包含铁离子组分,此外,还可以包含诸如al3+、ca2+、k+、mg2+和ni2+的金属组分。而且,废盐酸和萃取液可以以1:0.1至1:1,例如,1:1的体积比混合。在萃取液以小于0.1(1/10)的体积比加入到废盐酸中的情况下,由于在废盐酸层中会产生乳液,所以不会发生相分离。此外,在萃取液以大于1的体积比添加的情况下,会增加工艺成本。萃取(s2)可以在以200rpm至600rpm的速度搅拌废盐酸和萃取液的混合液的同时在常温下进行10秒至60秒,例如,20秒至60秒。在这种情况下,表述“常温”是年平均正常温度或环境温度,具体表示20±5℃的温度范围。在搅拌速度小于200rpm的情况下,由于不能顺利进行混合,所以会降低金属组分或铁离子组分的萃取效率。而且,在搅拌速度大于600rpm的情况下,萃取金属组分的效果不显著,但是能量消耗增加。此外,在搅拌时间小于10秒的情况下,由于不能确保足够的时间来萃取金属,因此会降低金属组分萃取效率。即使搅拌时间大于60秒,萃取的金属组分的量也不会显著不同,但是可处理的废盐酸的量受到限制,因此,会增加处理时间和成本。在搅拌中,可以使用各种混合装置,并且,作为典型的实例,可以通过使用磁力搅拌板或静态混合器进行搅拌。在本发明的方法的萃取(s2)中,由于废盐酸中含有的黄色组分fecl4-和fecl3以及金属组分特别是fe离子组分被除去(参见下面的反应式4),可以确认,纯化后得到的高纯度盐酸的颜色变为透明(参见图3)。[反应式4]r3n(有机相)+hcl(废盐酸)→r3nhcl(有机相)fecl4-(水层)+r3nhcl(有机相)→fecl3r3nhcl(有机相)+cl-(水层)fecl3(水层)+r3nhcl(有机相)→fecl3r3nhcl(有机相)接下来,参考图1和图2,在本发明的纯化废盐酸的方法中,在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡,然后静置,使得混合液分离(分开)为作为残余相的含有金属组分的有机溶剂以及作为萃取物的废盐酸层(s3)。在这种情况下,用于相分离的混合可以在20秒内进行。接下来,参考图1和图2,在本发明的纯化废盐酸的方法中,可以通过回收作为在分离(s3)中分离的并且位于下端的萃取物的废盐酸层来得到纯化的盐酸(s4)。在这种情况下,由于金属组分,特别是铁(fe)离子组分从纯化的盐酸中有效地除去,因此铁(fe)离子组分可以以1ppm以下,例如,0.1ppm以下的浓度残余在纯化的盐酸中。另外,参考图2,本发明的纯化废盐酸的方法还可以包括纯化废盐酸中使用的有机溶剂的步骤,目的是提高废盐酸的纯化中使用的有机溶剂的再生效率。也就是说,在得到纯化的盐酸(s4)之后,本发明的纯化废盐酸的方法还可以包括以下步骤:通过向在分离(s3)中分离的含有金属组分的有机溶剂中加入蒸馏水除去有机溶剂中的残余金属组分(s5);分离(分开)水层和从其中除去了金属组分的有机溶剂(s6);以及分别回收分离的有机溶剂和水层(s7)。也就是说,在本发明的方法中,在将废盐酸的纯化之后分离并回收的有机溶剂再次加入到反应器中之后,可以进行通过加入蒸馏水除去残余在有机溶剂中的金属组分的步骤(s5)。有机溶剂中的残余金属组分可以在除去中用水萃取。在这种情况下,有机溶剂和蒸馏水可以以1:0.1至1:1,例如,1:1的体积比混合。在以小于0.1的体积比加入蒸馏水的情况下,会降低萃取金属组分的效果,并且,在以大于1(1/1)的体积比加入蒸馏水的情况下,由于产生乳液而不会发生相分离。除去(s5)可以在将分离的有机溶剂和蒸馏水的混合液在常温下以200rpm至600rpm的速度搅拌的同时进行10秒至60秒,例如,20秒至60秒。在这种情况下,表述“常温”是年平均正常温度或环境温度,具体表示20±5℃的温度范围。在搅拌速度小于200rpm的情况下,由于不能顺利进行混合,所以会降低金属组分的萃取效率。而且,在搅拌速度大于600rpm的情况下,萃取金属组分的效果不显著,但是能量消耗会增加。在用于除去的搅拌时间少于20秒的情况下,由于不能确保足够的时间来萃取金属,因此会降低金属组分萃取效率。即使搅拌时间大于60秒,萃取的金属组分的量也不会显著不同,但是可处理的废有机溶剂的量受到限制,因此,会增加工艺时间和成本。在除去(s5)中,可以使用各种混合装置,并且,作为典型的实例,可以通过使用磁力搅拌板或静态混合器进行搅拌。接下来,参考图2,在本发明的方法中,在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和蒸馏水的混合液加入到分离器中,振荡,然后静置以使混合液分离(分开)成从其中除去了金属组分的有机溶剂和含有铁(fe)离子组分的蒸馏水层(s6)。在这种情况下,分离可以在20秒内进行。随后,在本发明的方法中,可以除去分离的萃取物并位于下端的蒸馏水层,并且废盐酸的纯化中使用的有机相可以通过回收位于上端的有机层而有效地再生(s7)。在这种情况下,根据本发明的方法的有机溶剂的再生效率的程度可以通过测量回收的有机溶剂和水层中含有的残余金属的浓度来确定。如上所述,关于根据本发明的方法的使用溶剂萃取法纯化废盐酸的方法,由于该方法可以有效地从废盐酸中除去铁(fe)离子组分,工艺可以简化并且可以得到降低能量和制造成本的相应效果。此外,在本发明的方法中,由于有机溶剂可以通过进一步包括再生纯化废盐酸的方法中使用的有机溶剂的步骤而重复使用数次,所以与常规工艺相比,可以显著降低工艺操作成本。实施例在下文中,将根据具体实施例详细描述本发明。然而,本发明可以以许多不同的形式实施,并且不应该被理解为限于本文中提出的实施例。相反,提供这些实施例是为了使本说明书变得彻底和完整,并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。实施例1.通过电感耦合等离子体质谱法测量100ml的废盐酸中含有的铁(fe)离子组分的浓度(s0)。随后,将作为萃取剂的三辛胺(废盐酸中含有的铁(fe)离子组分:萃取剂=1摩尔:40摩尔)溶解在100ml的作为有机溶剂的甲苯中,以制备萃取液(s1)。接下来,将萃取液加入到100m的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌60秒的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s2)。在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s3)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(s4)(参见图3)。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。在这种情况下,通过使用电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测量残余金属浓度,并且通过toc分析仪分析总有机碳(toc)组分。实施例2.除了在实施例1的步骤s1中萃取剂的用量为使得废盐酸中含有的fe:萃取剂的摩尔比为1:60以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表1中。实施例3.除了使用环己烷代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,并且其结果示在下面的表1和表2中。实施例4.除了中通过使用溶解有40摩尔的萃取剂的环己烷再次萃取实施例3中分离的废盐酸层(s2)以外,以与实施例3中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例5.除了使用二甲苯代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例6.除了通过使用溶解有40摩尔的萃取剂的二甲苯再次萃取实施例5中分离的废盐酸层(s2)以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例7.除了使用辛烷和2-乙基己醇的混合液(体积比为1:1)代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例8.除了使用癸烷和2-乙基己醇的混合液(体积比为1:1)代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例9.除了使用十二烷和2-乙基己醇的混合液(体积比为1:1)代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例10.除了使用煤油和2-乙基己醇的混合液(体积比为1:1)代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例11.除了使用煤油和2-十二烷醇的混合液(体积比为1:1)代替实施例1中的甲苯以外,以与实施例1相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例12.除了在实施例1的步骤s1中溶解作为萃取剂的三烷基氧化膦而不是三辛胺以制备萃取液以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例13.除了在实施例3的步骤s1中溶解作为萃取剂的三烷基氧化膦而不是三辛胺以制备萃取液以外,以与实施例3中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。实施例14.除了在实施例1的步骤s1中在制备萃取液的过程中使用甲基环己烷代替甲苯以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示于下面的表1和表2中。比较例1.将10重量%的离子交换树脂(ira-900)加入到100ml的废盐酸中并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时。之后,过滤反应物以除去离子交换树脂,并且得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表1中。比较例2.除了使用离子交换树脂(ira-910)代替比较例1中的离子交换树脂(ira-900)以外,以与比较例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表1中。比较例3.在将naso3加入到100ml的废盐酸中以除去游离的残余盐酸并且将混合物在常温下以200rpm的速度搅拌1小时之后,将10重量%的离子交换树脂(ira-910)加入到混合物中并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时。随后,通过过滤反应物除去离子交换树脂,得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表1中。比较例4.在将20重量%的活性炭加入到100ml的废盐酸中并且将该混合物在常温下以200rpm的速度搅拌1小时之后,通过过滤反应物除去活性炭。将10重量%的离子交换树脂(ira-910)加入到100ml的通过过滤步骤得到的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时。随后,通过过滤反应物除去离子交换树脂,得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度和toc,其结果示在下面的表1和表2中。[表1]*金属组分浓度单位(ppm)如表1中所示,对于使用本发明的溶剂萃取方法的实施例1至14,可以确认,不管有机溶剂的类型如何,残余铁(fe)组分的浓度都为1ppm以下(除去95%以上)。此外,由于废盐酸中的黄色组分fecl4-和fecl3在纯化过程中一起被除去,所以可以确认在纯化后废盐酸的颜色变为透明(参见图3)。相反,对于使用离子交换树脂除去废盐酸中的铁(fe)离子组分的比较例1至3,可以确认,残余铁(fe)离子组分的浓度为1ppm以上(除去约80%)。特别是,对于加入naso3以除去游离残余盐酸的比较例3,可以确认,对fe除去效率没有效果。另外,对于在活性炭处理之后使用离子交换树脂的比较例4,可以确认,与比较例1和2相比fe的浓度增加。可以预测,该结果是由于过量的金属杂质被包含在活性炭中并被释放的事实引起的。[表2]另外,如表2中所示,当比较萃取后回收的纯化的盐酸的toc值时,萃取液中使用甲苯时得到的值为5.22,其中,该值是最低的toc含量。该结果表明,由于当使用甲苯时最有效地进行相分离,因此,可以看出相分离之后废盐酸中不含有机杂质。实施例15.除了实施例1中使用的有机溶剂的体积为50ml而不是100ml以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表3中。实施例16.除了实施例1中使用的有机溶剂的体积为30ml而不是100ml以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表3中。实施例17.除了实施例1中使用的有机溶剂的体积为10ml而不是100ml以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表3中。比较例5.在实施例1中使用的有机溶剂的体积为9ml而不是100ml的情况下,废盐酸层中发生乳化现象,相分离不容易。[表3]如表3中所示,作为在改变萃取液与废盐酸的混合比的同时测量铁(fe)离子组分的浓度的变化的结果,可以看出,即使萃取液中使用的有机溶剂的量减少,fe除去效率也没有降低。如在比较例5中当有机溶剂/废盐酸的混合比为1/10以下时,由于发生乳化现象,相分离本身困难,因此可以确认,难以得到高纯度的盐酸。实施例18.除了在实施例1中在搅拌有机溶剂和废盐酸50秒的同时进行萃取以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表4中。实施例19.除了在实施例1中在搅拌有机溶剂和废盐酸30秒的同时进行萃取以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的铁(fe)离子组分的浓度,其结果示于下面的表4中。实施例20.除了在实施例1中在搅拌有机溶剂和废盐酸20秒的同时进行萃取以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的铁(fe)离子组分的浓度,其结果示于下面的表4中。实施例21.除了在实施例1中在搅拌有机溶剂和废盐酸10秒的同时进行萃取以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的铁(fe)离子组分的浓度,其结果示于下面的表4中。[表4]搅拌时间(秒)fe废盐酸-20实施例1850<0.1实施例1930<0.1实施例2020<0.1实施例21100.1如图4中所示,作为在改变有机溶剂和废盐酸的混合时间的同时测量铁(fe)离子组分的浓度的变化的结果,可以看出,即使萃取时间缩短至20秒,除去废盐酸中fe的效率也优异。然而,在萃取时间设定为10秒的情况下,由于fe除去效率降低,因此可以看出,检测到1ppm以下的fe。实施例22.除了在实施例1中以600rpm的速度而不是200rpm的速度进行用于萃取的有机溶剂和废盐酸的搅拌以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表5中。实施例23.除了实施例1中以300rpm的速度而不是200rpm的速度进行用于萃取的有机溶剂和废盐酸的搅拌以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表5中。实施例24.除了实施例1中以100rpm的速度而不是200rpm的速度进行用于萃取的有机溶剂和废盐酸的搅拌以外,以与实施例1中相同的方式得到纯化的盐酸。测量纯化的盐酸中的残余金属浓度,其结果示于下面的表5中。[表5]如表5中所示,作为在用于萃取的搅拌过程中降低搅拌速度的结果,当以低于200rpm的速度100rpm进行搅拌时,由于不利于层间混合,因此可以看出,作为icp测量的结果,检测到约0.7ppm的fe。实施例25.测量100ml的废盐酸中含有的铁(fe)离子组分的浓度之后,将作为萃取剂的三辛胺(废盐酸中含有的铁:萃取剂=1摩尔:40摩尔)溶解在100ml的作为有机溶剂的甲苯中,以制备萃取液(s1)。随后,将萃取液加入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌60秒的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s2)。在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s3)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(1)(s4)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时除去有机溶剂中的残余金属组分(s5)。在搅拌结束之后,将从其中除去了金属组分的有机溶剂(1)和水层的混合液加入到分离器中并且分离约20秒,以分成有机溶剂和水层(s6)。回收分离的水层(1)(s7)。测量纯化的盐酸(1)和水层(1)中的残余金属浓度,其结果示于下面的表6中。实施例26.将从实施例25的废盐酸层中分离并回收的有机溶剂(1)再引入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s2-2)。在搅拌达到平衡之后,将再引入的有机溶剂(1)和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s3-2)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(2)(s4-2)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时再次除去有机溶剂中的残余金属组分(s5-2)。在搅拌结束之后,将从其中除去了金属组分的有机溶剂(2)与水层的混合液加入到分离器中分离约20秒,以分成有机溶剂和水层(s6-2)。回收分离的水层(2)(s7-2)。测量纯化的盐酸(2)和水层(2)中的残余金属浓度,其结果示于下面的表6中。实施例27.将从实施例26的废盐酸层中分离并且回收的有机溶剂(2)再引入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s2-3)。在搅拌达到平衡之后,将再引入的有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s3-3)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(3)(s4-3)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时除去有机溶剂中的残余金属组分(s5-3)。在搅拌完成之后,将从其中除去了金属组分的有机溶剂(3)和水层的混合液加入到分离器中分离约20秒,以分成有机溶剂和水层(s6-3)。回收分离的水层(3)(s7-3)。测量纯化的盐酸(3)和水层(3)中的残余金属浓度,其结果示于下面的表6中。实施例28.将从实施例27的废盐酸层中分离并回收的有机溶剂(3)再引入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s2-4)。在搅拌达到平衡之后,将再引入的有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s3-4)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(4)(s4-4)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时除去有机溶剂中的残余金属组分(s5-4)。在搅拌结束之后,将从其中除去了金属组分的有机溶剂(4)与水层的混合液加入到分离器中分离约20秒,分成有机溶剂和水层(s6-4)。回收分离的水层(4)(s7-4)。测量纯化的盐酸(4)和水层(4)中的残余金属浓度,其结果示于下面的表6中。[表6]如表6所示,作为使用从其中除去了金属组分的有机溶剂重复数次废盐酸纯化过程的结果,可以看出,废盐酸中的铁(fe)离子组分被不变地除去至0.1ppm以下的浓度。也就是说,可以看出,如实施例26至28所示,即使在废盐酸纯化步骤(金属组分萃取步骤)中有机溶剂被纯化并被使用数次,与实施例25的纯化废盐酸的效果也没有显著差异。因此,对于本发明的纯化废盐酸的方法,可以确认,有机溶剂可以有效地再生和使用。实施例29.测量100ml的废盐酸中含有的铁(fe)离子组分的浓度之后,将作为萃取剂的三烷基氧化膦(废盐酸中含有的铁:萃取剂=1摩尔:40摩尔)溶解在100ml的作为有机溶剂的甲苯中,以制备萃取液(s'1)。随后,将萃取液加入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌60秒的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s'2)。在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s'3)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(1)(s'4)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时除去有机溶剂中的残余金属组分(s'5)。在搅拌完成之后,将有机溶剂和水层的混合液加入到分离器中分离约20秒,以分成有机溶剂和水层(s'6)。回收分离的水层(1)(s'7)。测量纯化的有机溶剂和水层(1)中的残余金属浓度,其结果示于下面的表7中。实施例30.测量100ml的废盐酸中含有的铁(fe)离子组分的浓度之后,将作为萃取剂的三烷基氧化膦(废盐酸中含有的铁:萃取剂=1摩尔:40摩尔)溶解于100ml的作为有机溶剂的环己烷中,以制备萃取液(s'1)。随后,将萃取液加入到100ml的废盐酸中,并且在常温下以200rpm的速度搅拌60秒的同时用有机溶剂萃取废盐酸中含有的金属组分(s'2)。在搅拌达到平衡之后,将有机溶剂和废盐酸的混合液加入到分离器中,振荡约20秒,然后静置以使混合液分离(分开)成含有金属组分的有机溶剂和废盐酸层(s'3)。随后,通过回收分离的废盐酸层得到纯化的盐酸(1)(s'4)。随后,在分离的有机溶剂中加入100ml的蒸馏水,并且在常温下以200rpm的速度搅拌1小时的同时除去有机溶剂中的残余金属组分(s'5)。搅拌完成后,将有机溶剂和水层的混合液加入到分离器分离约20秒,以分成有机溶剂和水层(s'6)。回收分离的水层(1)(s'7)。测量纯化的有机溶剂和水层(1)中的残余金属浓度,其结果示在下面的表7中。[表7]如表7中所示,作为使用三烷基氧化膦作为萃取剂进行有机溶剂的除去工艺和废盐酸的纯化工艺的结果,废盐酸中的金属组分,特别是铁(fe)离子组分除去至1ppm以下的浓度,如表1中所示,但是在有机溶剂层中未有效地进行除去,因此,可以看出的是,在再利用有机溶剂上存在限制。当前第1页12
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