[發明專利]金屬離子分離裝置

有效

• 申請號: 201410019713.2
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103787454A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李剛;薛巍;王勇;宋光武;郭序利
• 申請（專利權）人: 新疆獨山子天利高新技術股份有限公司
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯建武

技術領域

本發明涉及分離裝置技術領域，是一種金屬離子分離裝置。

背景技術

隨著全球經濟的迅速發展，重金屬污染已經成為全球性的環境污染問題，嚴重影響著人類的身體健康乃至生命。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬很難在環境中降解，易被生物富集，并有生物放大效益，毒性大的特點。目前我國由于重金屬的開采、冶煉、加工及化工廢水排放，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤引起嚴重的環境污染。尤其是隨廢水排出的重金屬，由于其重金屬濃度很低，一般為ppm級，分離富集非常困難。

目前，金屬離子分離富集常用的方法主要有以下幾種，萃取法、沉淀法、蒸發濃縮法、吸附法、生物法、電解和修飾電極富集、流動注射在線法以及新發展起來的研究最多的離子交換法、膜分離法、毛細管電泳法等。

這些方法對于低濃度金屬離子的分離富集存在一定的缺陷。萃取法是一種簡單、快速，應用較普遍的方法，但存在共沉淀明顯，分離系數低，溶劑再生過程能耗和損耗較大，運行成本較高，存在一定局限性；沉淀法只要添加藥劑即可除去重金屬，可直接生成沉淀物，然后進行固液分離，處理非常簡單，但反應速度較慢，還需要增加凝聚劑以加強去除效果，沉淀下來的沉渣會造成二次污染，蒸發濃縮法能耗大，操作費用高；吸附法是利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法，常用的吸附劑是活性炭，活性炭有很強的吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，價格高，應用受到限制；生物法是利用微生物的生物學性質對廢水溶液中重金屬離子進行生物去除和生物體內積累，從而降低重金屬的濃度，但目前這方面的研究僅局限于實驗室，還未能廣泛應用于工業生產和環保領域，其主要原因在于微生物對重金屬離子的去除能力還不夠大，去除過程時間過長；膜分離法存在的主要問題是膜組件昂貴，且在使用過程中膜容易受到污染而導致通量下降，影響去除效果；流動注射法和毛細管法盡管具有靈敏度高，富集率大的特點，但其投資相對較高，因而普遍應用尚有困難。

通過對上述分離方法優缺點的分析，如何提高低濃度污水中金屬離子的富集倍數，提高富集效率和富集速度，投資低，運行成本低，能夠普遍應用，就成為了一項亟待解決的的問題。本裝置采用離子交換法工作原理，提供一種可工業化的金屬離子分離富集裝置。

發明內容

本發明提供了一種金屬離子分離裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決目前分離富集金屬離子的方法存在運行成本高、應用具有局限性、富集效率低、速度慢的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種金屬離子分離裝置，包括吸附塔和脫附塔；吸附塔的上部內腔和下部內腔中分別固定安裝有吸附塔上液體分布器和吸附塔下液體分布器，脫附塔的上部內腔和下部內腔中分別固定安裝有脫附塔上液體分布器和脫附塔下液體分布器，在吸附塔上液體分布器和吸附塔下液體分布器之間的吸附塔內腔中安裝有強酸性陽離子樹脂，在脫附塔上液體分布器和脫附塔下液體分布器之間的脫附塔內腔中安裝有強酸性陽離子樹脂，對應吸附塔下液體分布器的吸附塔的下部固定安裝有進料管，在吸附塔上液體分布器上方的吸附塔上固定安裝有返料管，吸附塔下液體分布器下方的吸附塔與對應脫附塔上液體分布器的脫附塔之間固定安裝有送料管，對應脫附塔上液體分布器的脫附塔上固定安裝有富集A金屬離子出料管，脫附塔下液體分布器下方的脫附塔上固定安裝有富集B金屬離子出料管，對應脫附塔下液體分布器的脫附塔上固定安裝有進酸管，在進酸管和返料管之間固定安裝有酸液連接管，在進料管上固定安裝有加水管，在酸液連接管之前的進酸管和加水管之間固定安裝有酸度調節管；在酸液連接管之后的返料管上固定安裝有第一閥門，在加水管之前的進料管上固定安裝有第二閥門，在酸度調節管之后的加水管上固定安裝有第三閥門，在酸液連接管上固定安裝有第四閥門，在酸度調節管上固定安裝有第五閥門，在送料管上固定安裝有第六閥門，在富集B金屬離子出料管上固定安裝有第七閥門，在酸液連接管之后的進酸管上固定安裝有第八閥門，在富集A金屬離子出料管上固定安裝有第九閥門，在酸度調節管之前的進酸管和加水管上分別固定安裝有流量控制閥。

本發明結構合理而緊湊，使用方便，具有選擇性強、濃縮倍數大、富集效率高、富集速度快、投資低、運行成本低、程序操作控制簡單等特點，特別適用于低濃度溶液中金屬離子的分離富集。

附圖說明