一种含重金属离子的乳化液的再生方法及其系统与流程

本发明属于废旧乳化液处理领域，尤其是涉及一种含重金属离子的乳化液的再生方法及其系统。

背景技术：

机械加工、钢丝拉拔等行业中常需要使用乳化液作为润滑剂，而机械零件和钢丝上含有大量的铜、锌等重金属离子，在金属拉拔或切削过程中乳化液中会长期积累这些离子，使乳化液中油水两相均匀性遭到破坏，乳化液稳定性和均匀性下降，最后失去润滑作用。所以，乳化液使用一段时间后便会失去作用，需更换新的润滑剂，而现有技术中，在润滑剂失效后往往将其直接废弃，这样会造成润滑剂的浪费和环境的污染，因此，需要开发一种乳化液润滑剂的再生方法，以使失效的润滑剂经处理后重新回到均匀乳化的稳定状态，可作为新的润滑剂再次使用，从而使乳化液得到循环利用，提高乳化液的利用率，节约原料，降低环境污染。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种含重金属离子的乳化液的再生方法，以克服现有技术的缺陷，可将失去润滑作用的乳化液恢复稳定、均匀的乳化状态，使乳化液得以循环利用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含重金属离子的乳化液的再生方法，包括以下步骤：

(1)对废乳化液进行预处理：将废乳化液进行沉降处理，并将沉降后得到的上清液进行过滤，去除固体杂质；

(2)对预处理后的废乳化液采用萃取剂进行固相萃取，去除废乳化液中的重金属离子。

预处理的目的在于，去除固体杂质，减少萃取过程中固体杂质对萃取剂的影响。

优选的，步骤(1)中，所述预处理包括对所述乳化液进行沉降处理，并将沉降后得到的上清液进行过滤，去除固体杂质的过程。

优选的，步骤(1)中，所述过滤分为三级过滤，一级过滤去除铁屑，二级过滤和三级过滤可去除不同粒径的其他固体杂质。

优选的，步骤(2)中，所述萃取剂为固相萃取剂；优选的，所述萃取剂为二硫代胺基甲酸盐类衍生物、强酸性螯合树脂、强碱性螯合树脂、zsm-5沸石、硅铝酸钠、活性炭中的一种或两种以上。

优选的，步骤(2)中，所述固相萃取温度为10-50℃，优选为20-30℃，萃取塔内压力0.1-0.5mpa。

优选的，所述含重金属离子的乳化液的再生方法，还包括步骤(2)之后，萃取剂使用一段时间后用再生剂对萃取剂进行再生的步骤；用再生剂对萃取剂进行再生的方法为：使用酸性再生剂浸泡所述萃取剂，水洗至ph为中性后再使用碱性再生剂浸泡所述萃取剂，然后再水洗至ph为中性；优选的，酸性再生剂、碱性再生剂和水流经萃取剂的方向与废乳化液流经萃取剂的方向相反；优选的，使用酸性再生剂浸泡所述萃取剂5-8小时；优选的，使用碱性再生剂浸泡所述萃取剂2-5小时；更进一步优选的，所述酸性再生剂为稀硫酸溶液，其使用体积为萃取剂体积的1-20倍；碱性再生剂为氢氧化钠溶液，其使用体积为萃取剂体积的1-15倍。

本发明所述的含重金属离子的乳化液的再生方法可以再生含重金属离子的废乳化液的原理为：

乳液液滴内部一般带负电荷形成一个负离子层(电位离子层)，其外部由于电性吸引形成一个正离子层(反离子层)，合成为双电子层。反离子层厚度与溶液中的离子强度有关，离子强度越大，厚度越小，废旧乳化液中含有大量的高价态重金属离子，使反离子层的厚度大大降低，而高价离子对扩散层厚度影响更大，当扩散厚度减小时，电位也随之降低，从而使乳化液中油水两相均匀性受到破坏，造成乳液不稳定，使乳化液失去润滑作用。而本申请提出的乳液再生方法中，使用萃取剂通过离子交换将乳液中的重金属离子被钠离子、钾离子、氢离子、钙离子、氢氧根离子或其它的一种或多种离子取代，降低界面的双电层作用，减少液滴碰撞的机会，实现双电层调控，从而增加乳液的均匀性和稳定性，使乳化液得到再生，得以重复利用。

此再生方法简单，且其中再生所用到的萃取剂也可通过再生的方法得以循环利用，节约资源。

本发明的另一目的在于提出一种含重金属离子的乳化液的再生系统，以采用上述方法，对废乳化液进行再生，并对固相萃取剂进行再生。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含重金属离子的乳化液的再生系统，包括依次用管线连通的沉降罐、一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器；存储罐和固相萃取塔；

所述三级过滤器的过滤液出口通过管线与存储罐连通，存储罐的出液口与固相萃取塔顶部的进液口连通，固相萃取塔底部设有合格润滑剂排空口；所述三级过滤器的浓缩液出口通过管线依次连通污泥回收罐、润滑剂回收罐和沉降罐。

进一步的，固相萃取塔底部还设有再生剂排空口和再生剂进入口；再生剂进入口通过管线分别与碱性再生罐、酸性再生罐、第一空压机和外来自来水源连通，且各管线上均安装有阀门；固相萃取塔顶部还设有再生剂出口。

进一步的，所述沉降罐中间的出液口与一级过滤器的进液口连通，沉降罐底部的出液口与缓冲罐的顶部的进液口连通；缓冲罐侧壁上的进气口与第二空压机连通，缓冲罐底部的出液口与污泥回收罐连通；一级过滤器的出液口与二级过滤器的进液口连通，二级过滤器的出液口与三级过滤器的进液口连通；润滑剂回收罐的进液口与污泥回收罐的清液出口连通，润滑剂回收罐的出液口与沉降罐的进液口连通。

进一步的，沉降罐、一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器和固相萃取塔的数量至少为1个，当数量大于1个时，相同的部件平行设置；一级过滤器为铁屑过滤器；二级过滤器为袋式过滤器或离心机；三级过滤器为陶瓷膜过滤器；二级过滤器的过滤孔径大于三级过滤器的过滤孔径。

相对于现有技术，本发明所述的一种含重金属离子的乳化液的再生方法具有以下优势：

本发明所述的一种含重金属离子的乳化液的再生方法，可对废弃乳化液润滑剂进行再生处理，重新获得乳化均匀、稳定的乳化液，提高了乳化液的利用率，降低了环境的污染；此再生方法中采用了固相萃取的技术，同时吸附后的萃取剂经过再生可再次投入使用，节约资源；该方法操作简单，安全可靠，反应快速，对金属离子的去除率达90％以上，并且处理后的润滑剂可循环再利用；在处理废旧润滑剂的同时可实现金属的回收，经济效益明显；使用范围广，可选择性处理金属离子。

所述含重金属离子的乳化液的再生系统与上述含重金属离子的乳化液的再生方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明含重金属离子的乳化液的再生系统中沉降罐和过滤器部分的连接示意图；

图2为本发明含重金属离子的乳化液的再生系统中固相萃取塔及其进料、出料和萃取剂再生部分的连接示意图。

附图标记：

1-沉降罐；2-一级过滤器；3-二级过滤器；4-三级过滤器；5-污泥回收罐；6-固相萃取塔；7-碱性再生罐；8-酸性再生罐；9-存储罐；10-第一空压机；11-第二空压机；12-润滑剂回收罐；13-缓冲罐。

具体实施方式

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下面结合实施例及附图来详细说明本发明。

如图1和图2所示，一种含重金属离子的乳化液的再生系统，包括依次用管线连通的沉降罐1、一级过滤器2、二级过滤器3、三级过滤器4；存储罐9和固相萃取塔6；所述三级过滤器4的过滤液出口通过管线与存储罐9连通，存储罐9的出液口与固相萃取塔6顶部的进液口连通，固相萃取塔6底部设有合格润滑剂排空口；所述三级过滤器4的浓缩液出口通过管线依次连通污泥回收罐5、润滑剂回收罐12和沉降罐1。

作为本发明一个可选的实施方式，固相萃取塔6底部还设有再生剂排空口和再生剂进入口；再生剂进入口通过管线分别与碱性再生罐7、酸性再生罐8、第一空压机10和外来自来水源连通，且各管线上均安装有阀门；固相萃取塔6顶部还设有再生剂出口。第一空压机10的使用，用以将再生剂从顶端排出。为了能够将固相萃取塔6内的再生剂全部排净，残余的液体会从固相萃取塔底部再生剂排空口排出；同时，经固相萃取的润滑剂，会经固相萃取塔底部的合格润滑剂排空口排出。

作为本发明一个可选的实施方式，所述沉降罐1的侧壁上设置有第一出口(也即设在中间的出液口)，第一出口通过管路与一级过滤器2的进液口连通；沉降罐1底部设有第二出口(也即设在沉降罐1底部的出液口)，第二出口与缓冲罐13的顶部的进液口连通；缓冲罐13侧壁上的进气口与第二空压机11连通，缓冲罐13底部的出液口与污泥回收罐5连通；一级过滤器2的出液口与二级过滤器3的进液口连通，二级过滤器3的出液口与三级过滤器4的进液口连通；润滑剂回收罐12的进液口与污泥回收罐5的清液出口连通，润滑剂回收罐12的出液口与沉降罐1的进液口连通。第二空压机11的设置，使污泥能够顺利排入到污泥回收罐5内，防止堵塞。

作为本发明一个可选的实施方式，一级过滤器2为铁屑过滤器；二级过滤器3为袋式过滤器或离心机；三级过滤器4为陶瓷膜过滤器；二级过滤器3的过滤孔径大于三级过滤器4的过滤孔径，这样可以实现废旧润滑剂的逐级过滤，过滤粒径由大到小，使过滤精度高。

作为本发明一个可选的实施方式，沉降罐1、一级过滤器2、二级过滤器3、三级过滤器4和固相萃取塔6的数量至少为1个，当数量大于1个时，相同的部件平行设置，优选的，各处理设备平行设置两套。这里可以理解为，各处理设备可以根据需要平行设置两套或多套，用以备用或者多条处理线同时使用。

需要说明的是，所有涉及一个构件和另一个构件连通的，均为管线连通；所有涉及到先后进液的管线上、可以平行进液的管线上均设有阀门；所有涉及从低位向高位进液的管线上均安装有用于提升液体的输送泵。

采用上述再生系统进行含重金属离子的乳化液的再生的方法为：

使用时，将废旧润滑剂首先进入到沉降罐1进行杂质沉降，下层污泥流入到缓冲罐13内，然后被第二空压机11从污泥回收罐5上进口打入，上层清液通过输送泵被依次输送至一级过滤器2、二级过滤器3和三级过滤器4中进行三级过滤，具体来说，通过铁屑过滤器(也即一级过滤器2)去除铁屑杂质，通过袋式过滤器或离心机3(也即二级过滤器3，过滤精度300微米)去除粒径在300微米以上的固体杂质，再通过陶瓷膜过滤器4(也即三级过滤器4，过滤精度10微米)去除粒径在10微米以上的固体杂质；三级过滤器4的浓缩液排放到污泥回收罐5内，经静置后上层清液流入润滑剂回收罐12内，进入润滑剂回收罐的上层清液又回流至沉降罐1内。三级过滤器4中的澄清滤液被输送到存储罐9中用以储存以待进行固相萃取；经过沉降和过滤，废旧润滑液中固体颗粒杂质明显减少，并且cod(化学需氧量)从68300降到了44500。

固相萃取时，将存储罐9内的处理液通过输送泵从固相萃取塔6的顶端输送至固相萃取塔6内进行重金属离子的萃取，将铜离子和锌离子从处理液中萃取出来以使处理液得到净化，经固相萃取的处理液由固相萃取塔塔底合格润滑剂排空口收集。对收集的经固相萃取的处理液进行检测，其达到润滑剂的重复使用标准(ph：8-9，含油量：7-9wt％，脂肪酸含量：≥2000ppm)，该标准来自supersoladmuv2使用说明。

需要说明的是，固相萃取的萃取剂为固相萃取剂，优选为二硫代胺基甲酸盐类衍生物、强酸性螯合树脂、强碱性螯合树脂、zsm-5沸石、硅铝酸钠、活性炭中的一种或两种以上。固相萃取过程中，固相萃取温度需在在10-50℃之间，优选为20-30℃，固相萃取塔内压力在0.1-0.5mpa之间。

当固相萃取以设定流量进行一段时间后，达到饱和程度，用再生剂进行二级再生。再生过程为：首先将配置好的稀硫酸从固相萃取塔6的底部以每小时2-8倍萃取剂体积的速率逆流通入，浸泡一段时间后，用自来水水洗至ph为中性；再从固相萃取塔6的底部以每小时1-5倍萃取剂体积逆流通入一定体积的氢氧化钠溶液，浸泡一段时间后，用自来水水洗至ph为中性，然后即可进行下一周期运行。这里需要补充说明的是，再生过程中，使用酸性再生剂浸泡所述萃取剂5-8小时，使用碱性再生剂浸泡所述萃取剂2-5小时；酸性再生剂稀硫酸溶液的使用总体积为萃取剂体积的1-20倍；碱性再生剂氢氧化钠溶液的使用总体积为萃取剂体积的1-15倍。

下面以废旧拉拔润滑剂再生为例，来说明本发明所述的再生系统和再生方法的处理效果：

1、废旧拉拔润滑剂水质

废旧拉拔润滑剂水质参数见表1。

表1废旧拉拔润滑剂水质参数

2、实施例1-3中工艺参数及处理效果

实施例1-3工艺参数选择及废旧润滑剂经处理前后水质参数见表2。

表2实施例1-3工艺参数选择及废旧润滑剂经处理前后水质参数

备注：表2中处理后所得液的各项指标均是废旧润滑剂经三级过滤，并最终经固相萃取塔萃取(溶液自固相萃取塔顶部进入，自底部流出)后的溶液的测试指标。

从表2中可以看出，采用本发明所述的含重金属离子的乳化液的再生方法和再生系统，铜离子去除率能够达到90％，且实施例1-3中去除率能够达到98％以上；锌离子去除率能够达到86％以上。

需要说明的是，本发明中的固相萃取塔即为离子交换树脂塔，为内部填充有固相萃取树脂的容器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。