一种通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法
【专利摘要】本发明属于湿法冶金及工业水处理领域的重金属离子分离，具体涉及一种重金属吸附材料将铜、钾离子分离、富集、提纯的技术，解决了铜和钾分离、富集、提纯的问题。目前公知的重金属污废水处理方法有化学沉淀法、氧化还原法、或离子交换等，但这些方法都存在对水中重金属离子的去除效率不高，且成本高等缺陷。针对现有技术存在的缺陷，依据一种新型重金属吸附材料对铜明显的选择吸附性的优点。本发明重要的技术方案及要点是将填充了重金属吸附材料的连续吸附交换设备对S2中所述的酸浸溶液通过S4和S5所述的操作，最终得到铜的富集液，从而达到铜钾分离的效果。
【专利说明】一种通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于重金属离子分离领域，具体涉及一种重金属离子将铜、钾离子分离、富集、提纯的技术。
【背景技术】
[0002]本发明要解决的技术问题是铜和钾分离、富集、提纯的方法。目前公知的重金属污废水处理方法有化学沉淀法、氧化还原法、或离子交换等，但这些方法都存在对水中重金属离子的去除效率不高，且成本高等缺陷。随着经济和社会的发展，资源环境所承载的压力越来越强，建设资源节约型社会越来越收到世界各国的关注。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的缺陷，本发明采用一种重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的技术，如图1。具有对铜离子的选择性吸附强的优点。
本发明通过以下步骤实现铜和钾分离提纯富集的目的:
S1:向连续吸附交换设备的吸附柱中填充重金属吸附材料。
52:调整含有铜和钾离子的待处理液的pH为1.0-6.0，得到酸浸液。
53:将所述的溶液注入SI操作后的所述连续吸附交换设备。
54:所述连续吸附交换设备对所述溶液进行分离富集提纯，具体包括:将pH为1.0-6.0的酸浸液注入所述连续交换设备的进液口 ；所述吸附柱吸附酸浸液中的铜离子；然后收集从所述吸附柱出液口流出的含钾的离子溶液。
55:用稀酸溶液冲洗所述吸附柱；所述吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到的含铜离子解吸液和被解吸的所述中金属吸附材料。
56:将S5得到的所述含铜离子的解吸液通过直接电积设备操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，吸附柱内被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
57:将S4所述含钾离子的溶液浓缩后制成钾盐。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1是所述重金属吸附材料铜、钾离子分离图。
【具体实施方式】
[0005]以下对本发明提供的通过重金属吸附材料实现铜、钾分离的方法进行详细介绍: 实例I
本实验例采用每根可装载约20克重金属吸附材料的吸附柱。
SI，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由I号吸附柱与2号吸附柱串联组成； S2，调整含有铜离子和钾离子的待处理液的pH为3.5，得到酸浸液(实验配制酸浸液铜离子浓度lg/L，钾离子浓度lg/L)；
S3，将所述酸浸液注入SI操作后的所述连续吸附交换设备；所述连续吸附交换设备对所述酸浸液进行分离富集提纯，具体包括:将pH为3.5的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口 ；所述I号吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子，所述重金属吸附材料达到铜吸附饱和；从所述I号吸附柱出液口流出的液体泵入所述2号吸附柱的进液口，所述2号吸附柱重金属吸附材料保证所述酸浸液铜离子被完全吸附；
其中，具体包括以下三个阶段:
第一阶段:将PH为3.5的酸浸液以15ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由I号吸附柱同时吸附铜离子和钾离子；
第二阶段:将酸浸液以15ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，I号吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钾离子，直到I号吸附柱吸附的钾离子完全被铜离子取代；
第三阶段:由I号吸附柱出液口流出的液体以15ml/min的速率泵入2号吸附柱，由2号吸附柱吸附少量进入的铜离子。
S4，将质量分数为20%的硫酸冲洗所述I号吸附柱；所述I号吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S5，将S4得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，所述I号吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
实验结果:解吸液铜离子浓度达到80g/L以上，铜粉中铜质量分数99.95%以上，铜金属回收率达到99.5%以上，吸附尾液中铜离子浓度低于5mg/L。
实例2
本实验例采用每根可装载约20克重金属吸附材料的吸附柱。
SI，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由I号吸附柱与2号吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子和钾离子的待处理液的pH为3.0，得到酸浸液(实验配制酸浸液铜离子浓度10g/L，钾离子浓度3g/L)；
S3，将所述酸浸液注入SI操作后的所述连续吸附交换设备；所述连续吸附交换设备对所述酸浸液进行分离富集提纯，具体包括:将pH为3.0的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口 ；所述I号吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子，所述重金属吸附材料达到铜吸附饱和；从所述I号吸附柱出液口流出的液体泵入所述2号吸附柱的进液口，所述2号吸附柱重金属吸附材料保证所述酸浸液铜离子被完全吸附；
其中，具体包括以下三个阶段:
第一阶段:将PH为3.0的酸浸液以5ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由I号吸附柱同时吸附铜离子和钾离子；
第二阶段:将酸浸液以5ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，I号吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钾离子，直到I号吸附柱吸附的钾离子完全被铜离子取代；
第三阶段:由I号吸附柱出液口流出的液体以5ml/min的速率泵入2号吸附柱，由2号吸附柱吸附少量进入的铜离子。
S4，将质量分数为20%的硫酸冲洗所述I号吸附柱；所述I号吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S5，将S4得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，所述I号吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
实验结果:解吸液铜离子浓度达到80g/L以上，铜粉中铜质量分数99.95%以上，铜金属回收率达到99.5%以上，吸附尾液中铜离子浓度低于5mg/L。
【权利要求】
1.一种通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:向连续吸附交换设备的吸附柱中填充重金属吸附材料； 52:调整含有铜和钾离子的待处理液的pH到合适范围，得到酸浸液； 53:将所述酸浸液注入SI操作后的所述连续吸附交换设备； 54:所述连续吸附交换设备对所述酸浸液进行分离富集提纯； 55:用稀酸溶液冲洗所述吸附柱，对所述吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子的解吸液和经过解吸处理后的所述重金属吸附材料； 56:将S5得到的所述含铜离子的解吸液通过直接电积设备操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，吸附柱内被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能； 57:将S4所述含钾离子的溶液浓缩后制成钾盐。
2.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述重金属吸附材料通过以下方法生产:所述重金属吸附材料的生产方法见专利ZL 03126368.2，名称为“生产有毒重金属废水处理剂的工艺方法”。
3.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法，其特征在于，S4包括:使酸浸液进入所述连续交换设备的进液口 ；所述吸附柱吸附酸浸液中的铜离子；然后收集从所述吸附柱出液口流出的含钾离子的溶液。
4.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述步骤S2中pH调整到1.0-6.0。
5.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜和钾分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述步骤S5中稀酸溶液采用包括硫酸、盐酸等常规酸液。
【文档编号】C22B7/00GK104437678SQ201310440585
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】邱建宁, 徐纯理, 于艳文 申请人:工信华鑫科技有限公司