专利名称：一种液膜乳液及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及液膜提取技术领域，特别是在液膜法中使用的液膜乳液及其用途。
背景技术：
液膜分离是近十年来发展十分迅速的一项新兴的提取分离技术，简称ELM技术。由于液膜分离技术具有高效、快速、简便、节能等优点，目前，该技术在航天、石油、冶金、环保、医药、生物、海水淡化、化学化工以及电子工业中广泛的研究，许多领域已经由实验室走向工业化生产。如《广西化工》第23卷1994年第1期44-48页上的文章“液膜法提稀土条件的研究”，就公开了液膜分离技术在提取稀土方面应用。
另外，随着工业的迅速发展和城市人口的集中，人们在生产和生活中排放的污染物，尤其是含有一些重金属离子的污水，由于重金属离子不能象有机物污染一样通过生物的降解而消除，给人类赖以生存的水环境造成了严重的威胁。为此，各国的科技工作者想方设法，采取了如气浮法、沉淀法、电化学法、电渗析法、离心交换法，真空蒸馏法等。但这些方法，或是需要引入其他物质，或是预处理复杂；或是操作繁琐，不易掌握，尤其是处理费用昂贵，给实施带来困难，并难以同时去除多种重金属离子。
为了有效消除污水中的重金属离子，目前人们利用矿物材料的界面吸附效果，采用吸附的方法来处理含有重金属离子的废水，这方面的研究在国内外进行得相当多，如中国专利公开号CN1194238A，公开的“工业废水重金属去除的方法”等，尽管这些方法取得了较好的水处理效果，但是吸附了重金属离子的矿物材料如不再生处理，会造成二次污染。
现在，国内外的矿物材料再生主要采用酸、碱、盐等化学试剂或强热、磁场、微波等方法再生，这些方法要么再生效果不佳，要么使矿物结构发生改变，使矿物材料无法多次重复使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液膜乳液及其用途，该液膜乳液及其用途可使矿物材料吸附重金属离子后解吸、再生。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种液膜乳液，它为混合物，它包括试剂溶液、煤油、乳化剂；其重量配比为试剂溶液100份、煤油50-100份、司本2.5-5份；上述的试剂溶液为能和重金属离子形成积累稳定常数比大于1015的配位化合物的配体溶液或/和具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的化合物溶液；
试剂溶液浓度为0.01-0.2M(mol/L)。
上述方案中，能和重金属离子形成积累稳定常数大于1015的配位化合物的配体溶液为氨水、EDTA钠盐溶液中的一种或两种的组合。
上述方案中，具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的化合物溶液为Na2S、Na2CO3、Na3PO4溶液中的一种或几种的组合。
上述方案中，它还包括增稠剂，其重量份比配方为试剂溶液100份、煤油50-100份、司本2.5-5份、增稠剂0.5-2份。
上述方案中，司本采用SPAN-80。
上述方案中，增稠剂为德国汉高DSX2000。
上述液膜乳液在矿物吸附材料吸附重金属后的再生方法中的应用。
本发明液膜乳液，液膜的试剂溶液(内水相)采用的原料为0.01-0.2M的(能和重金属离子形成积累稳定常数比大于1015的配位化合物的配体或/和具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的化合物)溶液；油相采用煤油；乳化剂采用司本。
能和重金属离子形成积累稳定常数大于1015的配位化合物的配体溶液为氨水(和重金属离子形成积累稳定常数大于1015)、EDTA钠盐(和重金属离子形成积累稳定常数大于1015)溶液中的一种或两种的组合。
具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的化合物溶液为Na2S(与重金属离子形成溶度积常数大于10-12)、Na2CO3(与重金属离子形成溶度积常数大于10-12)、Na3PO4(与重金属离子形成溶度积常数为大于10-12)溶液中的一种或几种的组合。
司本采用SPAN-80。
为了能够形成稳定的液膜并且使气泡不容易破裂，本发明液膜乳液中还加有增稠剂作膜稳定剂，涂料增稠剂采用德国汉高DSX2000。
采用本发明液膜乳液再生吸附重金属后的矿物材料，其工作原理为利用液膜中的内相物质具有和重金属离子的强生成作用力，在液膜分离过程中，油相采用煤油，由于吸附重金属离子的矿物材料在水中仍然存在着吸附和解吸平衡，在水相中重金属离子由于自身的热运动，会穿过液膜，进入内水相。由于重金属离子和水相中的配体生成积累稳定常数很大的配位化合物或者和水相中的阴离子酸根生成溶度积常数很小的沉淀物，从而在固-液膜接触过程中实现对矿物材料结构的无破坏性接触，进行重金属离子从矿物材料界面到液膜内相的转移，实现矿物材料吸附重金属离子后的解吸与再生。
图1为本发明实施例的工作原理图具体实施方式
配制本发明液膜乳液的方法为加入0.01-0.2M的试剂溶液、SPAN-80、航空煤油、DSX2000，采用转速为2000-3000转/分钟的高速分散机中制成乳液即可。各组分的重量如表1。
表1
本发明液膜乳液在矿物吸附材料吸附重金属后的再生方法中的应用1、取吸附重金属Cu2+的沸石(含水量40％-60％)150g，经分析其中沸石对Cu2+的吸附容量为3mg/g。将其投入本发明实施例1液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌30分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，沸石的Cu2+的含量为0.03mg/g，达到再利用的标准。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为蓝色溶液，经110-120℃烘干得到蓝色晶体。
2、用矿物材料对含有重金属的废水进行处理和矿物材料再生的方法(1)含有重金属的废水处理将含有重金属Cu2+废水通过吸附池，吸附池内有用于吸附废水中重金属的矿物材料——沸石150kg，检测矿物材料的吸附是否已达饱和程度；(2)矿物材料再生剂处理当矿物材料的吸附达饱和时(经分析其中沸石对Cu2+的吸附容量为3mg/g)，排干回收池内的水，此时回收池内的矿物材料的含水量为40％-60％，加入本发明实施例2液膜乳液100kg，搅拌30分钟。
(3)静置分层5分钟。将上层乳液排入其它容器，将池底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，沸石的Cu2+的含量为0.03mg/g，即得到再生后的矿物材料。
(4)用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒出再利用，水相为蓝色溶液，经110-120℃烘干得到蓝色晶体。
3、取吸附重金属Cr3+的沸石(含水量40％-60％)150g，经分析其中沸石对Cr3的吸附容量为2.5mg/g。将其投入本发明实施例3液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌20-40分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，沸石的Cr3的含量为0.018mg/g。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为黑色悬浊液，经110-120℃烘干得到黑色粉末。
4、取吸附重金属Pb2+的累托石(含水量40％-60％)150g，经分析其中累托石对Pb2+的吸附容量为4.7mg/g。将其投入本发明实施例4液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌20-40分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，累托石的Pb2+的含量为0.016mg/g。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为黑色悬浊液，经110-120℃烘干得到黑色粉末。
5、取吸附重金属Ni2+的膨润土(含水量40％-60％)150g，经分析其中沸石对Ni2+的吸附容量为3.3mg/g。将其投入本发明实施例5液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌20-40分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，膨润土的Ni2+的含量为0.020mg/g。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为蓝色悬浊液，经110-120℃烘干得到蓝色粉末。
6、取吸附重金属Cu2+的沸石(含水量40％-60％)150g，经分析其中沸石对Cu2+的吸附容量为3mg/g。将其投入本发明实施例6液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌30分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，沸石的Cu2+的含量为0.022mg/g。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为蓝色悬浊液，经110-120℃烘干得到蓝色粉末。
7、取吸附重金属Cu2+的沸石(含水量40％-60％)150g，经分析其中沸石对Cu2+的吸附容量为3mg/g。将其投入本发明实施例7液膜乳液中，采用80转/分钟的转速搅拌30分钟。
静置分层5分钟。将上层乳液倒出另一烧杯中，将底部的矿物材料110-120℃烘干。经原子吸收分析，沸石的Cu2+的含量为0.025mg/g。
用静电对乳液破乳，得到两相。将上层煤油相倒入另一烧杯中，水相为蓝色悬浊液，经110-120℃烘干得到蓝色粉末。
本发明液膜乳液再生吸附重金属后的矿物材料的工作原理如图1。
权利要求
1.一种液膜乳液，其特征在于它为混合物，它包括试剂溶液、煤油、乳化剂；各组分的重量配比为试剂溶液100份、煤油50-100份、司本4-5份；上述的试剂溶液为能和重金属离子形成积累稳定常数大于1015的配位化合物的配体溶液或/和具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的盐化合物溶液；试剂溶液浓度为0.01-0.2M。
2.如权利要求1所述的液膜乳液，其特征在于能和重金属离子形成积累稳定常数大于1015的配位化合物的配体溶液为氨水、EDTA钠盐溶液中的一种或两种的组合。
3.如权利要求1所述的液膜乳液，其特征在于具有能与重金属离子形成溶度积常数小于10-12的沉淀物的酸根的化合物溶液为Na2S、Na2CO3、Na3PO4溶液中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的液膜乳液，其特征在于它还包括增稠剂，其重量份比配方为试剂溶液100份、煤油50-100份、司本4-5份、增稠剂0.5-2份。
5.如权利要求1所述的液膜乳液，其特征在于司本采用SPAN-80。
6.如权利要求4所述的液膜乳液，其特征在于增稠剂为DSX2000。
7.如权利要求1所述的液膜乳液在矿物吸附材料吸附重金属后的再生方法中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种液膜乳液及其用途，液膜乳液为混合物，它包括试剂溶液、煤油、乳化剂；试剂溶液为能和重金属离子形成积累稳定常数大于10
文档编号B01D61/38GK1631496SQ20041006109
公开日2005年6月29日 申请日期2004年11月11日 优先权日2004年11月11日
发明者方继敏, 杨红刚, 龚文琪, 马涛 申请人:武汉理工大学