第34卷第2期 南开大学学报(自然科学) Vol 34 2001年6月 Acta scientiarum Naturalium Universitatis nankaiensis Jun.2001 文章编号:04657942(2001)02-002506 乳状液膜法回收铂金属的研究 刘璐陈甫华 (南开大学环境科学系,天津,300071) 摘要 通过实验,建立了一种新的乳状液膜体系,它适用于贵金属铂的回收,其组成为:有机相(煤油)表面活性剂 (兰151)载体(N7301)=904δ,选用还原剂盐酸羟胺作内相试剂,油内比1:1.该体系对铂的提取效果好,对0 mgL铂可达100%,回收率为99%以上,工艺简单,具有较好的应用前景 关键词:乳状液膜法;载体;铂 中图分类号:X832 文献标识码:A 引言 铂在工业、国防上应用广泛,尤其在化工、石油行业用作催化剂需求量很大;铂为稀有贵金属元素,因 此从含铂废物、废液中回收铂极为重要 目前,铂的回收常用溶剂萃取法1),费用较高,回收率不甚理想因而近年来国内外开始以液膜法应 用于铂的回收,并获得了初步效果,但在回收率、费用方面还不能令人满意,有待研究解决如在文献 中用硼氢化钠作为乳状液膜法的内相试剂,效果虽好但成本过高 本文通过实验,建立了用新型乳状液膜回收铂金属的方法,该方法高效、经济、简便,不乏应用前景 1理论探讨 叔胺N7301系三脂肪胺类化合物,显弱碱性,与氢离子结合后可形成RNH,它与P13形成离子 缔合物(RNH)2C1,易溶于有机相采用还原剂可将离子缔合物(RNH+)2O百还原成金属铂将 叔胺N7301作为载体,还原剂作为内相溶液,煤油作为膜溶剂制成乳状液膜,预计可获得良好效果,其迁移 机理可能为: P(Ⅳ)+61=PC RiNO 3NH(O) 2R NHO)+PC1.((RNH*)2Pa- (RNH)2.PC6 (0)+ 4NH_ OH HC(w) 2R,NHio)+ P(w +2N2+4H0+ 10d + 8H (O代表有机相,W代表水相) 2实验部分 收稿日期:20-0929 作者简介:刘璐(1%64·),男,河北唐山人,博士研究生,高级工程师,主要从事液膜法在环境化学中的应用研究 2 01995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved
第 34 卷 第 2 期 南 开 大 学 学 报(自然科学) Vol. 34 №2 2001 年 6 月 Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis Jun. 2001 文章编号 :046527942 (2001) 0220025206 乳状液膜法回收铂金属的研究Ξ 刘 璐 陈甫华 (南开大学环境科学系 ,天津 ,300071) 摘 要 通过实验 ,建立了一种新的乳状液膜体系 ,它适用于贵金属铂的回收 ,其组成为 :有机相(煤油) ∶表面活性剂 (兰 151) ∶载体(N7301) = 90∶4∶6 ,选用还原剂盐酸羟胺作内相试剂 ,油内比 1∶1. 该体系对铂的提取效果好 ,对 0. 1mg/ L 铂可达 100 % ,回收率为 99 %以上 ,工艺简单 ,具有较好的应用前景. 关键词 : 乳状液膜法 ; 载体 ; 铂 中图分类号 : X832 文献标识码 : A 0 引 言 铂在工业、国防上应用广泛 ,尤其在化工、石油行业用作催化剂需求量很大 ;铂为稀有贵金属元素 ,因 此从含铂废物、废液中回收铂极为重要. 目前 ,铂的回收常用溶剂萃取法[12 ] ,费用较高 ,回收率不甚理想. 因而近年来国内外开始以液膜法应 用于铂的回收 ,并获得了初步效果[36 ] ,但在回收率、费用方面还不能令人满意 ,有待研究解决. 如在文献 [3 ]中用硼氢化钠作为乳状液膜法的内相试剂 ,效果虽好但成本过高. 本文通过实验 ,建立了用新型乳状液膜回收铂金属的方法 ,该方法高效、经济、简便 ,不乏应用前景. 1 理论探讨 叔胺 N7301 系三脂肪胺类化合物 ,显弱碱性 ,与氢离子结合后可形成 R3NH+ (O) ,它与 PtCl2 - 6 形成离子 缔合物(R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 ,易溶于有机相. 采用还原剂可将离子缔合物(R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 还原成金属铂. 将 叔胺 N7301 作为载体 ,还原剂作为内相溶液 ,煤油作为膜溶剂制成乳状液膜 ,预计可获得良好效果 ,其迁移 机理可能为 : Pt (IV) + 6Cl - = PtCl2 - 6 R3N(O) + H+ (W) R3NH+ (O) 2R3NH+ (O) + PtCl2 - 6 (W) (R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 (R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 (O) + 4NH2OH·HCl (W) 2R3NH+ (O) + Pt (W) + 2N2 + 4H2O + 10Cl - + 8H+ (O 代表有机相 ,W 代表水相) 2 实验部分 Ξ 收稿日期 :2000209229 作者简介 :刘 璐(1964 - ) ,男 ,河北唐山人 ,博士研究生 ,高级工程师 ,主要从事液膜法在环境化学中的应用研究 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
南开大学学报(自然科学版) 第34卷 21试剂与仪器 民用煤油:市售;表面活性剂兰151:兰州炼油厂;表面活性剂amr80:上海大众制药厂;贵金属铂:唐 山交通银行售纯度99.99%;铂催化剂:某催化硏究所提供;双十二烷基双硫乙酰二胺(DDO):分析纯,北 京化工厂;氯分亚锡:分析纯,天津大学化工实验厂;三氯甲烷:分析纯,唐山丰润詹家哨化学试剂厂;石油 醚:分析纯,天津大学化学试剂厂 高压火花式破乳器:东北师大启东科技中心;WFX1A型原子吸收分光光度计:北京地质仪器厂;72 分光光度计:厦门分析仪器厂;Ps2C型酸度计:天津第二分析仪器厂,D8401型多功能调速器:天津华兴 科学仪器厂;制乳器、富集器:自制 22乳液的制备 将煤油、载体N7301、表面活性剂组成的油相与还原剂溶液构成的内水相以1:的体积比加入制乳器 中,以3000/min搅拌0min,制成油包水型乳液 2.3提取 将制成的乳液按比例加入到外水相中,以600r/min搅拌0min后,乳水分离 铂提取率=外水相加入量外水相金量(山gm×00% 2.4破乳 以高压火花式破乳器3000V高压破乳5~10mn后,将油相与内水相分离.破乳后将内相溶液过滤洗 涤,在700℃高温炉中灼烧后,得铂粉 回收铂量(g/m 铂回收率=外水相加入量(叫gm)×100% 25测定方法 铂采用DDO(双十二烷基双硫代乙酰二胺)分光光度法Iη,共存金属离子铁、铜、镍等采用原子吸收分 光光度法测定 26乳水比实验 采用不同的乳水比(Rew),比较P提取率 2.7油内比实验 采用不同的油内比(Roi),比较P提取率 28溶胀性实验 溶胀率=集后乳流体超=加△乳液 100% 3结果与讨论 31载体用量 按照上述液膜回收铂的实验步骤,对一些载体进行了选择,表明叔胺N701是良好的载体,在表面活 性剂6%(有机相VV),内相试剂盐酸羟胺10%,外水相铂离子浓度为3ugfn,乳水比13,油内比1:1的 条件下,对其进行了用量选择,结果见表1,实验曲线如图 表1载体浓度对提取率的影响 Table 1 Effect of carrier concentration on Pt( I extraction percentage 载体浓度/% 2 carner concentration 提取率/% 98.6 100 )0 100 从图1可见,当载体用量在6%以上时,提取已趋于完全.因此从经济角度考虑我们选择载体用量为6% 2 01995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved
211 试剂与仪器 民用煤油 :市售 ;表面活性剂兰 151 :兰州炼油厂 ;表面活性剂 span280 :上海大众制药厂 ;贵金属铂 :唐 山交通银行售 ,纯度 99199 % ;铂催化剂 :某催化研究所提供 ;双十二烷基双硫乙酰二胺 (DDO) :分析纯 ,北 京化工厂 ;氯分亚锡 :分析纯 ,天津大学化工实验厂 ;三氯甲烷 :分析纯 ,唐山丰润詹家哨化学试剂厂 ;石油 醚 :分析纯 ,天津大学化学试剂厂. 高压火花式破乳器 :东北师大启东科技中心 ;WFX21A 型原子吸收分光光度计 :北京地质仪器厂 ;721 分光光度计 :厦门分析仪器厂 ;PHS22C 型酸度计 :天津第二分析仪器厂 ;D8401 型多功能调速器 :天津华兴 科学仪器厂 ;制乳器、富集器 :自制. 212 乳液的制备 将煤油、载体 N7301、表面活性剂组成的油相与还原剂溶液构成的内水相以 1∶1 的体积比加入制乳器 中 ,以 3000r/ min 搅拌 20min ,制成油包水型乳液. 213 提取 将制成的乳液按比例加入到外水相中 ,以 600r/ min 搅拌 10min 后 ,乳水分离. 铂提取率 = 外水相加入量 - 外水相残余量(μg/ mL) 外水相加入量(μg/ mL) ×100 % 214 破乳 以高压火花式破乳器 3000 V 高压破乳 5～10min 后 ,将油相与内水相分离. 破乳后将内相溶液过滤洗 涤 ,在 700 ℃高温炉中灼烧后 ,得铂粉. 铂回收率 = 回收铂量(μg/ mL) 外水相加入量(μg/ mL) ×100 % 215 测定方法 铂采用 DDO(双十二烷基双硫代乙酰二胺) 分光光度法[7 ] ,共存金属离子铁、铜、镍等采用原子吸收分 光光度法测定. 216 乳水比实验 采用不同的乳水比( Rew) ,比较 Pt 提取率. 217 油内比实验 采用不同的油内比( Roi) ,比较 Pt 提取率. 218 溶胀性实验 溶胀率 = 富集后乳液体积 - 加入乳液体积 加入乳液体积 ×100 % 3 结果与讨论 311 载体用量 按照上述液膜回收铂的实验步骤 ,对一些载体进行了选择 ,表明叔胺 N7301 是良好的载体 ,在表面活 性剂 6 %(有机相 V/ V) ,内相试剂盐酸羟胺 10 % ,外水相铂离子浓度为 3μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油内比 1∶1 的 条件下 ,对其进行了用量选择 ,结果见表 1 ,实验曲线如图 1. 表 1 载体浓度对提取率的影响 Table 1 Effect of carrier concentration on Pt( Ⅳ) extraction percentage 载体浓度/ % 2 4 6 8 10 12 carrier concentration 提取率/ % 9816 9914 100 100 100 100 extraction percentage 从图 1 可见 ,当载体用量在 6 %以上时 ,提取已趋于完全.因此 ,从经济角度考虑 ,我们选择载体用量为 6 %. · 62 · 南 开 大 学 学 报 (自然科学版) 第 34 卷 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
第2期 刘璐等:乳状液膜法回收铂金属的研究 98 载体浓度 carmer concentraton/% 图1载体浓度对提取率的影响 ig 1 Eifect of carrier concentration on Pt( I extraction percentage 3.2内相试剂的选择 内相试剂是解吸反应的关键因素,我们固定其它因素只改变内相试剂制乳,通过实验对其进行了选 择,见表2实验条件为表面活性剂6%载体N73016%,外水相铂离子浓度6μgm,乳水比15,油内比1 表2不同内相试剂对提取率的影响 able 2 Eifect of different inner reagents on Pt( M extraction percenta 试剂 反应类型 P(ⅣM/(ugm) 提取率/ reacton type extraction percentage 盐酸羟胺 hydroxylamine hydrochloride 氧化还原O.R 氯化亚锡tin(I) chloride 氧化还原O.R 抗坏血酸 ascorbic acid 氧化还原O·R 柠檬酸钠 sodium citrate 从表2可知,盐酸羟胺作为内相试剂时提取效果最佳,从经济方面考虑亦适中.因此选择盐酸羟胺作 为内相试剂同时,通过实验对其浓度进行选择,结果发现3%%即可,且随P浓度增大可加大内相试剂 浓度.实验数据见表3(实验条件同表2) 表3盐酸羟胺对提取率的影响 Table 3 Efect of hydroxyl mine hydrochloride concentrations on Pt( I extraction percentage 盐酸羟胺浓度/% NHOH HC concentrat 提取率/% 100 33表面活性剂的选择 表面活性剂的选择既要考虑其提取效果,又要考虑其破乳的循环利用次数.我们对ar80和兰151 进行了对比实验,在载体N7301为6%,内相试剂盐酸羟胺3%,外水相铂离子浓度3ugmL,乳水比15,油 内比1】时,结果见表4 表4不同表面活性剂的选择 Ta ble 4 Choice of different surfactants 表面活性剂 surfactant 提取率/% 破乳循环次数 平均回收率/% draction percentage cvcle number average recovery percentage sparr 80 从表4的实验数据可知,从循环利用次数和回收率角度考虑,表面活性剂兰151略优于ar80的效 果,经济上兰151亦较am80价廉(ar80价格是兰151价格的两倍),因此我们选择兰151作为本体系 的表面活性剂.同时,对兰151的用量进行了实验,发现3%%时效果理想,我们选取兰151用量为4%实 验条件为载体N73016%,内相试剂盐酸羟胺3%,外水相铂离子浓度3ugm,乳水比15,油内比1:,结 果见表5 501995-2003 Tsinghua Tong/ang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved
图 1 载体浓度对提取率的影响 Fig 1 Effect of carrier concentration on Pt( Ⅳ) extraction percentage 312 内相试剂的选择 内相试剂是解吸反应的关键因素 ,我们固定其它因素只改变内相试剂制乳 ,通过实验对其进行了选 择 ,见表 2. 实验条件为表面活性剂 6 % ,载体 N7301 6 % ,外水相铂离子浓度 6μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油内比 1∶ 1. 表 2 不同内相试剂对提取率的影响 Table 2 Effect of different inner reagents on Pt( Ⅳ) extraction percentage 试剂 reagents 反应类型 reaction type Pt( Ⅳ) / (μg·mL - 1) 提取率/ % extraction percentage 盐酸羟胺 hydroxylamine hydrochloride 氧化还原 O - R 6 100 氯化亚锡 tin ( Ⅱ) chloride 氧化还原 O - R 6 9915 抗坏血酸 ascorbic acid 氧化还原 O - R 6 9716 柠檬酸钠 sodium citrate 配位 coordinate 6 9615 从表 2 可知 ,盐酸羟胺作为内相试剂时提取效果最佳 ,从经济方面考虑亦适中. 因此选择盐酸羟胺作 为内相试剂. 同时 ,通过实验对其浓度进行选择 ,结果发现 3 %5 %即可 ,且随 Pt 浓度增大可加大内相试剂 浓度. 实验数据见表 3 (实验条件同表 2) 表 3 盐酸羟胺对提取率的影响 Table 3 Effect of hydroxylamine hydrochloride concentrations on Pt( Ⅳ) extraction percentage 盐酸羟胺浓度/ % 3 4 5 6 7 NH2OH·HCl concentration 提取率/ % 100 100 100 100 100 extraction percentage 313 表面活性剂的选择 表面活性剂的选择既要考虑其提取效果 ,又要考虑其破乳的循环利用次数. 我们对 span280 和兰 151 进行了对比实验 ,在载体 N7301 为 6 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油 内比 1∶1 时 ,结果见表 4. 表 4 不同表面活性剂的选择 Table 4 Choice of different surfactants 表面活性剂 surfactant 提取率/ % 破乳循环次数 平均回收率/ % extraction percentage cycle number average recovery pevcentage span280 100 5 97. 65 兰 151 100 6 98108 从表 4 的实验数据可知 ,从循环利用次数和回收率角度考虑 ,表面活性剂兰 151 略优于 span280 的效 果 ,经济上兰 151 亦较 span280 价廉(span280 价格是兰 151 价格的两倍) ,因此我们选择兰 151 作为本体系 的表面活性剂. 同时 ,对兰 151 的用量进行了实验 ,发现 3 %5 %时效果理想 ,我们选取兰 151 用量为 4 %. 实 验条件为载体 N7301 6 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油内比 1∶1 ,结 果见表 5. 第 2 期 刘 璐等 :乳状液膜法回收铂金属的研究 · 72 · © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
南开大学学报(自然科学版) 第34卷 表5表面活性剂浓度对提取率的影响 Table 5 Eifect of surfactants concentration on extraction pereentage 表面活性剂浓度/% surfactant concentraton 0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5 提取率/% traction pe 膜破膜破易破易破不稳100100100100100 3.4外水相盐酸酸度 外水相盐酸酸度对P(Ⅳ的迁移有重要影响,它是发生传递的推动力,我们对其机理进行了实验,结 果证明与理论推测完全相符 P(Ⅳ+6=Pa3 R3N(o)+ H(w 2R3NHo)+ PC(w)(R3 NH)2 Pa16 (o) (R3NH)2. PC6(o)+4NHOHHC(w) 2R, NH(o)+ P(w)+2N2+4H2O+ 10C + 8H 盐酸酸度对提取效果的影响见图2.实验条件为载体N73016%,表面活性剂4%,内相试剂盐酸羟胺 3%,外水相铂离子浓度3gym,乳水比13,油内比11 从图2可知,当酸度为0.40.8ml/L时,提取率均可达100%,而小于0.4ml/L或大于0.8ml/L时提 取率均下降,在本体系中我们选择酸度为0.4mol/L 100 99 l.2 盐駛浓度 HCl concentration/(mol.L-1) 图2酸度对提取率的影响 Fig 2 Efect of acidity on Pt( T extraction percentage 3.5常见共存离子对铂提取的影响 与铂(Ⅳ共存的常见离子一般为Fe(ⅢDN(I与Cu(Ⅲ,我们采用本乳状液膜体系对干扰离子 进行了提取实验及其对共存P(Ⅳ提取率的影响,结果见表6,实验条件为载体N73016%,表面活性剂 4%,内相试剂盐酸羟胺3%,外水相铂离子浓度3ugm,乳水比13,油内比1l 表6干扰金属离子对P提取的影响 Tabe 6 Effect of foreign ions on Pt( I extraction 外水相加入量/(吗gm) 外水相残量/(ugm) metal ions Fe(ⅢD 30.00 30.01 Ni( D Cu( ID 10.00 加入3μg/mLPt时,提取率为100%,回收率9.98%因此,常见共存离子Fe(ⅢNi(D与Cu(Ⅲ对 P的提取与回收无影响 36回收与循环实验 破乳后将内相溶液过滤洗涤后,在700℃高温炉中灼烧后,得P粉,我们对有机相多次使用并测定回 收率,结果见表7,实验条件同3.5 2 01995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved
表 5 表面活性剂浓度对提取率的影响 Table 5 Effect of surfactants concentration on extraction percentage 表面活性剂浓度/ % surfactant concentration 015 110 115 210 215 310 315 410 415 510 515 提取率/ % extraction percentage 膜破 膜破 易破 易破 不稳 100 100 100 100 100 100 314 外水相盐酸酸度 外水相盐酸酸度对 Pt ( Ⅳ) 的迁移有重要影响 ,它是发生传递的推动力 ,我们对其机理进行了实验 ,结 果证明与理论推测完全相符. Pt ( Ⅳ) + 6Cl - = PtCl2 - 6 R3N(O) + H+ (W) R3NH+ (O) 2R3NH+ (O) + PtCl2 - (W) (R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 (O) (R3NH+ ) 2·PtCl2 - 6 (O) + 4NH2OH·HCl (W) 2R3NH+ (O) + Pt (W) + 2N2 + 4H2O + 10Cl - + 8H+ 盐酸酸度对提取效果的影响见图 2. 实验条件为载体 N7301 6 % ,表面活性剂 4 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油内比 1∶1. 从图 2 可知 ,当酸度为 014018mol/ L 时 ,提取率均可达 100 % ,而小于 014mol/ L 或大于 0. 8mol/ L 时提 取率均下降 ,在本体系中我们选择酸度为 0. 4mol/ L. 图 2 酸度对提取率的影响 Fig 2 Effect of acidity on Pt( Ⅳ) extraction percentage 315 常见共存离子对铂提取的影响 与铂( Ⅳ) 共存的常见离子一般为 Fe ( Ⅲ) ,Ni ( Ⅱ) 与 Cu ( Ⅱ) [9 ] ,我们采用本乳状液膜体系对干扰离子 进行了提取实验及其对共存 Pt ( Ⅳ) 提取率的影响 ,结果见表 6 ,实验条件为载体 N7301 6 % ,表面活性剂 4 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶5 ,油内比 1∶1. 表 6 干扰金属离子对 Pt 提取的影响 Table 6 Effect of foreign ions on Pt( Ⅳ) extraction 金属离子 metal ions 外水相加入量/ (μg·mL - 1) adding amount 外水相残量/ (μg·mL - 1) remaining amount Fe ( Ⅲ) 30100 30101 Ni( Ⅱ) 30100 29198 Cu( Ⅱ) 10100 919 Pt( Ⅳ) 3100 0100 加入 3μg/ mL Pt 时 ,提取率为 100 % ,回收率 99198 %. 因此 ,常见共存离子 Fe ( Ⅲ) ,Ni ( Ⅱ) 与 Cu ( Ⅱ) 对 Pt 的提取与回收无影响. 316 回收与循环实验 破乳后将内相溶液过滤洗涤后 ,在 700 ℃高温炉中灼烧后 ,得 Pt 粉 ,我们对有机相多次使用并测定回 收率 ,结果见表 7 ,实验条件同 315. · 82 · 南 开 大 学 学 报 (自然科学版) 第 34 卷 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
第2期 刘璐等:乳状液膜法回收铂金属的研究 表7破乳次数与回收率 Table 7 Demulsif ication and recovery percentage 次数 number of times 6 回收率/% 99.95 99.02 98.50 97.85 recovery percentage 从第六次开始回收率下降较多,主要是从第六次开始乳液粘度加大,P粉易沾于乳液上造成损失 3.7乳水比实验 采用不同的乳水比(Rew),在载体N7301为6%,表面活性剂为4%,内相试剂盐酸羟胺为3%,外水相 铂离子浓度为3g/m,油内比1:时,实验结果见表8(固定外相液100m),同时从经济角度考虑,乳水比 Rew取18为最佳值 表8不同乳水比Rew对提取率的影响 la ble 8 Eifect of different Re w on extraction percentage 13 1 6 13 14 提取率/% 98.5 38油内比实验 采用不同的油内比(oi),实验条件为载体N73016%,表面活性剂4%,内相试剂盐酸羟胺3%,外水 相铂离子浓度3gym,乳水比13,结果见表9(固定外相液100m),同时从经济角度考虑,油内比Roi取 1为最佳值 表9不同油内比Roi对提取率的影响 Table 9 Effect of different Roi on extraction percentage 提取率/% 98.1 100 100 00 100 3.9溶胀性实验 乳液的溶胀性系指提取后乳液体积的变化量与乳液加入量的比值,在载体N7301为6%,表面活性剂 4%,内相试剂盐酸羟胺3%,外水相铂离子浓度3ug/m,乳水比13,油内比1:1时,实验结果见表10,从 表10中可以看出,该乳状液膜体系的溶胀率为2%溶胀性甚小 表10溶胀性实验数据 lable 10 Experimental data of dilata bili 加入乳液量 adding volum 20mL 提取后乳液量 wolume ofter extraction 25.5mL %o dilatal 3.10实际应用 将铂催化剂用王水溶解后移至1000m容量瓶中,以0.8ml/LH稀释至刻度,其余操作同前,在载 体N701为6%表面活性剂为4%,内相试剂盐酸羟胺为3%,乳水比13,油内比1:1时,实验结果见表 11,从实验数据可见该乳状液膜体系完全适合实际应用 表11实际废液提取回收率实验数据 Table ll Experimental data of extraction and recovery percentage from real waste water 实验次数 xperimental times 提取率/% extraction percentage 回收率/% 99.95 32 recovery percentage. 5 61995-2003 Tsinghua long/ane Oplical Disc Co, Ltd. All rights reserved
表 7 破乳次数与回收率 Table 7 Demulsification and recovery percentage 次数 number of times 1 2 3 4 5 6 回收率/ % recovery percentage 99195 99171 99102 98150 97185 95120 从第六次开始回收率下降较多 ,主要是从第六次开始乳液粘度加大 ,Pt 粉易沾于乳液上造成损失. 317 乳水比实验 采用不同的乳水比( Rew) ,在载体 N7301 为 6 % ,表面活性剂为 4 % ,内相试剂盐酸羟胺为 3 % ,外水相 铂离子浓度为 3μg/ mL ,油内比 1∶1 时 ,实验结果见表 8 (固定外相液 100mL) ,同时从经济角度考虑 ,乳水比 Rew 取 1∶8 为最佳值. 表 8 不同乳水比 Rew对提取率的影响 Table 8 Effect of different Rew on extraction percentage Rew 1∶10 1∶8 1∶6 1∶5 1∶4 提取率/ % extractton percentage 9815 100 100 100 100 318 油内比实验 采用不同的油内比( Roi) ,实验条件为载体 N7301 6 % ,表面活性剂 4 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水 相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶8 ,结果见表 9 (固定外相液 100mL) ,同时从经济角度考虑 ,油内比 Roi 取 1 ∶1 为最佳值. 表 9 不同油内比 Roi 对提取率的影响 Table 9 Effect of different Roi on extraction percentage Roi 2∶1 1∶1 1∶2 1∶3 1∶4 提取率/ % extractton percentage 9811 100 100 100 100 319 溶胀性实验 乳液的溶胀性系指提取后乳液体积的变化量与乳液加入量的比值 ,在载体 N7301 为 6 % ,表面活性剂 4 % ,内相试剂盐酸羟胺 3 % ,外水相铂离子浓度 3μg/ mL ,乳水比 1∶8 ,油内比 1∶1 时 ,实验结果见表 10 ,从 表 10 中可以看出 ,该乳状液膜体系的溶胀率为 2 % ,溶胀性甚小. 表 10 溶胀性实验数据 Table 10 Experimental data of dilatability 加入乳液量 adding volume 20mL 25mL 提取后乳液量 volume ofter extraction 2012mL 2515mL 溶胀率/ % dilatability 1 2 3110 实际应用 将铂催化剂用王水溶解后移至 1000mL 容量瓶中 ,以 0. 8mol/ L HCl 稀释至刻度 ,其余操作同前 ,在载 体 N7301 为 6 % ,表面活性剂为 4 % ,内相试剂盐酸羟胺为 3 % ,乳水比 1∶8 ,油内比 1∶1 时 ,实验结果见表 11 ,从实验数据可见该乳状液膜体系完全适合实际应用. 表 11 实际废液提取回收率实验数据 Table 11 Experimental data of extraction and recovery percentage from real wastewater 实验次数 1 2 3 4 experimental times 提取率/ % 100 100 100 100 extraction percentage 回收率/ % 99195 99132 99140 99180 recovery percentage 第 2 期 刘 璐等 :乳状液膜法回收铂金属的研究 · 92 · © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved
南开大学学报(自然科学版) 第34卷 4结论 本乳状液膜体系最佳组成为:有机相内相=11,内相试剂为还原剂盐酸羟胺,其浓度为3%%,有 机相为民用煤油,载体为叔胺N7301,表面活性剂选用兰151,三者的最佳组成比为:煤油减载体:表面活性 剂=9064,最佳乳水比Rew=13,最佳油内比Roi=11,最佳盐酸酸度范围0.40.8ml/L 通过实验建立的乳状液膜体系适合于含贵金属铂的提取,适用范围为含铂的废催化剂含铂的镀液及 可在现行预处理方法后加上此体系来回收处理铂矿此乳状液可处理0.110mg/L的铂溶液,提取率达 100%,回收率大于99%,且溶胀率小,使用次数较多,抗干扰性良好,具有较高的实用价值. 参考文献 1江识信泰触媒《担持吝机白金族金属O回收方法[P].JP0108390,1989 2赵义云,席德立用萃取法回收废催化剂中的铂[P]CN851009,1986 3莫启武.液膜法在贵金属分离富集中的应用]贵金属,1995,17(2):4648 4 Jian Shurfu. Extraction of platium( IV with TOA and its application to liquid membrane transport[J]. Separation Science and Techr logy,199530(4):609619 5 Kakai, Takahiko. Separation of platinum and palladium by liquid surfactant Membrane utilizing a mvel Bifunction surfactantJJI Membr sci,1996,120(1):778 6 Sadyrbacvat Z H. Electrodialysis transfer and separation of palladium( ID) and platinum in system with DrO-tolylthiaourear1 2-dick- loroethane liquid membrane [J]. Laty Kim, 1994(4 ): 448458 7潘教麦.显色剂及其在光度分析中的应用[M].上海:上海科学技术出版社,1982 8梁有彬,刘同有,宋国仁中国铂族元素矿床[M]北京:治金工业出版社,1998 STUDY OF PRODUCING PRECIOUS METAL PLATIUM BY EMULSION LIQUID MEMBRANE LIU Lu. chen Fuhua Department d Enironmental Science, Nankai University, Tianyin, 300071) In this paper, we have established a new emul sion liquid membrane system, using N7301 as a carrier L15I as a surfactant and Kerosene as a sol vent. It is suitable for recovery of precious metal platinum by Emulsion Liquid Membrane metod. The relevant parameters have been determined Key words: emul sion liquid membrane; carrier; platinum 5 61995-2003 Tsinghua long/ane Oplical Disc Co, Ltd. All rights reserved
4 结 论 本乳状液膜体系最佳组成为 :有机相∶内相 = 1∶1 ,内相试剂为还原剂盐酸羟胺 ,其浓度为 3 %5 % ,有 机相为民用煤油 ,载体为叔胺 N7301 ,表面活性剂选用兰 151 ,三者的最佳组成比为 :煤油∶载体∶表面活性 剂 = 90∶6∶4 ,最佳乳水比 Rew = 1∶8 ,最佳油内比 Roi = 1∶1 ,最佳盐酸酸度范围 014018mol/ L. 通过实验建立的乳状液膜体系适合于含贵金属铂的提取 ,适用范围为含铂的废催化剂 ,含铂的镀液及 可在现行预处理方法后加上此体系来回收处理铂矿. 此乳状液可处理 01110mg/ L 的铂溶液 ,提取率达 100 % ,回收率大于 99 % ,且溶胀率小 ,使用次数较多 ,抗干扰性良好 ,具有较高的实用价值. 参 考 文 献 1 江氵尺 信泰. 触媒 に担持 された白金族金属 の回收方法[ P]. JP 01108390 ,1989 2 赵义云 ,席德立. 用萃取法回收废催化剂中的铂[ P]. CN 85100109 ,1986 3 莫启武. 液膜法在贵金属分离富集中的应用[J ]. 贵金属 ,1996 ,17 (2) :4648 4 Jian Shunfu. Extraction of platium( Ⅳ) with TOA and its application to liquid membrane transport[J ]. Separation Science and Tech2 nology , 1995 ,30 (4) :609619 5 Kakai , Takahiko. Separation of platinum and palladium by liquid surfactant Membrane utilizing a novel BI2function surfactant[J ]. J Membr Sci ,1996 ,120 (1) :7788 6 Sadyrbacvat Z H. Electrodialysis transfer and separation of palladium( Ⅱ) and platinum in system with Di2O2tolylthiaourea21 ,22dick2 loroethane liquid membrane[J ]. Latv Kim ,1994(4) :448458 7 潘教麦. 显色剂及其在光度分析中的应用[M]. 上海 :上海科学技术出版社 ,1982 8 梁有彬 ,刘同有 ,宋国仁. 中国铂族元素矿床[M]. 北京 :冶金工业出版社 ,1998 STUDY OF PRODUCING PRECIOUS METAL PLATIUM BY EMULSION LIQUID MEMBRANE LIU Lu , CHEN Fuhua ( Department of Environmental Science , Nankai University , Tianjin , 300071) Abstract In this paper , we have established a new emulsion liquid membrane system , using N7301 as a carrier , L151 as a surfactant and Kerosene as a solvent. It is suitable for recovery of precious metal platinum by Emulsion Liquid Membrane method. The relevant parameters have been determined. Key words : emulsion liquid membrane ; carrier ; platinum · 03 · 南 开 大 学 学 报 (自然科学版) 第 34 卷 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved