一种回收硅锌矿石废水中锌离子的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及树脂制备及应用方法，尤其设及一种对处理娃锋矿石废水中锋离子具 有高效性回收、吸附性能好、可重复利用的合成树脂方法及回收娃锋矿石废水中锋离子的 方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的不断发展，工业的发展也在不断进步，随之而来的就是各种工业废水 的处理问题。现在人们开始越来越关注重金属污染对人体和水域生态的影响。由于重金属 污染物难W在环境中降解，可通过食物链逐步富集，最终聚积在动植物体内，使浓度能成百 上千倍地增加，许多环境公害事件与重金属污染有关，是危害人类最大的污染物之一。
[0003] 从低浓度的重金属废水中回收重金属是现如今比较热口的一个研究课题。常见的 回收方法有化学沉淀法、氧化还原法、电解法、物理吸附法及生物吸附方法等，但是它们的 成本往往较高或者处理效果不理想或是技术仍不成熟，有的处理产物还会造成二次污染。 相比于运些方法，离子交换树脂法反应迅速、适应范围广，且洗脱率高、残渣稳定又无二次 污染，能除去各种不同的离子，可W反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低，已经在工业 废水处理过程中得到越来越广泛的使用。
[0004] 离子交换树脂法有上述的优点，但是仍有一个最大的缺陷，那就是现有的方法吸 附时间普遍较长，虽然吸附量能达到200mg/g甚至接近300mg/g，但是大多数需要一至两 天，对于回收污染程度严重的锋显得时间成本太高，效率低下。而现在的快速吸附法吸附量 普遍不高，吸附量只能在70-80mg/g徘徊，不能满足需求。并且处理娃锋矿石废水中含有微 量化、Mn等金属离子，如果直接排放将会导致的环境污染。所W急需一种能够代替他们的 方法来对锋离子进行快速回收，W达到回收成本、节约资源、保护环境的目的。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种合成树脂及其制备方法，采用该方法得到的合成树脂对处理娃锋 矿石废水中锋离子有较高的效率性回收。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供的回收娃锋矿石废水中锋离子的方法包括W下步骤W下方案：
[0007] (1)将氯球浸泡在作为反应溶剂的N，N-二甲基甲酯胺中，直至氯球充分溶胀，所 述氯球为大孔型交联氯甲基化聚苯乙締珠体；
[0008] 0)在步骤（1)的所得物中加入作为配体的对氨基苯甲酸，加入催化剂，在 80-120°C的反应溫度下，在氮气保护下加热揽拌反应10小时，转速为100~3(K)r/min，其 中，所述氯球与对氨基苯甲酸的反应摩尔比为1:3~1:5 ;
[000引 做过滤步骤似的所得物，得到滤饼，将滤饼用作为反应溶剂的N，N-二甲基甲酯 胺浸泡洗涂至洗涂液为无色，然后用蒸馈水洗涂，再用化OH水溶液浸泡，用蒸馈水洗涂，再 依次用无水乙醇、丙酬、乙酸洗涂，于50°C下真空干燥，得到吸附功能树脂；
[0010] (4)准确称量干燥好的树脂15mg，加入抑=4. 5的醋酸-醋酸钢缓冲溶液，浸泡 24小时，待娃锋矿废水自然沉淀后，取50~IOOmL上清液中加入所得物（包括溶胀后的树 脂及剩余的醋酸-醋酸钢缓冲溶液），1化后取出树脂洗涂，用0. 5~2mol/L肥1洗涂，洗 涂后溶液为锋离子溶液。
[0011] 较佳地，在步骤1)中，氯球与N，N-二甲基甲酯胺的用量比为：1. 5mg氯球/Iml的 N，N-二甲基甲酯胺。
[0012] 较佳地，在步骤2)中，溫度为80°C。
[0013] 较佳地，在步骤2)中，氯球与对氨基苯甲酸的反应摩尔比为1:4。
[0014] 较佳地，在步骤2)中，揽拌转速为2(K)r/min。
[001引较佳地，在步骤4)中，采用Imol/L肥1洗脱。
[0016] 本发明相对于现有技术，有W下优点：
[0017] (1)本发明采用的原料是氯球，具有较高的机械强度和物理稳定性来源广泛，价格 低廉，具有明显的经济效益；
[0018] (2)本发明得到的合成树脂对处理娃锋矿石废水中锋具有较高的效率性回收且回 收功能强，吸附速度快；
[0019] (3)本发明得到的合成树脂使用HCl溶液可进行有效地解吸，树脂回收率高，节约 成本利益大，解吸的重金属也可W通过富集回收利用，从而有效地节约了资源；
[0020] (4)本发明配体是新探索的材料便于操作生产出新型吸附材料，吸附功能树脂的 制备方法操作简单。
【附图说明】
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 图1所示为本发明的反应原理图；
[0023] 图2所示为反应溫度对合成树脂功能基转化率的影响；
[0024] 图3所示为反应摩尔比对合成树脂功能基转化率的影响；
[0025] 图4所示为不同抑条件下合成树脂对锋离子的吸附；
[0026] 图5所示为不同溫度下合成树脂对锋离子的吸附；
[0027] 图6所示为不同溫度下合成树脂对锋离子的吸附的动力学曲线。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。其中，W下实施例 中的水洗均为用蒸馈水进行洗涂。
[0029] 实施例1
[0030] (1)准确称取60.Omg氯球，移入100血的S颈瓶中，加入40血作为反应溶剂的 N，N-二甲基甲酯胺值MF)中，浸泡至氯球充分溶胀，其中，氯球为大孔型交联氯甲基化聚苯 乙締珠体；
[003。 似在步骤（1)的所得物中加入作为配体的对氨基苯甲酸（PABA)，氯球与对氨基 苯甲酸的反应摩尔比为1:4,加入催化剂，在80°C的反应溫度下，在氮气保护下揽拌反应10 小时，转速为20化/min;
[0032] (3)反映结束后，过滤步骤（2)的所得物，得到滤饼，将滤饼用作为反应溶剂的 N，N-二甲基甲酯胺浸泡洗涂至洗涂液为无色，然后用蒸馈水洗涂，再用化OH水溶液浸泡， 水洗，再依次用无水乙醇、丙酬、乙酸洗涂，于50°C下真空干燥，得到吸附功能树脂。
[003引于此，运用红外光谱（FTIR)、元素分析（EA)来测定合成的吸附功能树脂的结构和 功能基含量，推断吸附功能树脂的合成机理如图1所示。
[0034] 对比例1
[0035] 将实施例1中的反应溶剂改成1,4-二氧六环、甲苯、甲基四氨巧喃、二甲亚讽，其 余同实施例1的步骤，探讨对氨基苯甲酸配体与氯球的合成反应，结果见表1。
[0036] 表1不同溶剂下树脂的元素分析
[003引根据表1中树脂在五种溶剂中的总体转化率，确定了W对氨基苯甲酸为配体合成 的树脂，其最佳溶剂为DMF。
[00測对比例2
[0040] 将实施例1步骤（2)中的反应溫度80°C改成100°C、120°C的条件下进行反应，其 余同实施例1的步骤，探讨反应溫度对合成树脂功能基转换率的影响，结果如图2所示。
[0041] 于此，由于DMF的沸点为152. 8°C，故PABA(对氨基苯甲酸）树脂的合成溫度范围 选择为80-120°C。由图2可知，反应溫度低于100°C时，树脂的功能基转化率随溫度的提 高而升高。运可能是由于升高反应溫度可W提升配体向氯球上的反应活性位点扩散的速 率，提高活性位点配体的浓度，促进反应进行。对于PABA树脂的合成，当溫度从80°C上升 至100°C时，功能基转化率稍有提升，但是不明显，而当溫度再从100°C上升至120°C时，功 能基转化率基本溫度。综合实验条件、经济条件及合成效率的考虑，确定树脂的最佳合成溫 度为80°C。
[004引对比例3
[0043] 将实施例1步骤（2)中，对氨基苯甲酸与氯球的反应摩尔比由4:1改为3:1、5:1， 其余同实施例1的步骤，探讨反应摩尔比对合成树脂功能基转换率的影响，结果如图3所 示。确定对氨基苯甲酸与氯球的最佳反应摩尔比为4:1。
[0044] 综合W上分析，确定了树脂合成的最佳的反应条件，如表2。
[0045] 表