[發明專利]一種清潔有效的從鎢鉬酸鹽混合溶液中分離鎢鉬的方法

有效

• 申請號: 201610031987.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105621593B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 黃麗萍;李明;全燮;潘玉珍;石勇;楊金輝
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28;C22B34/34;C22B34/36;C22B3/44
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李寶元,溫福雪

技術領域

本發明屬于重金屬處理與分離回收領域，特別涉及一種清潔有效的從鎢鉬酸鹽混合溶液中分離鎢鉬的方法。

背景技術

鎢鉬均是稀有金屬，應用領域廣泛。鉬常是鎢礦冶煉的重要伴生金屬，由于鎢鉬的化學價態、在水溶液中化學性質相似，使得從鎢鉬酸鹽混合溶液中分離鎢鉬成為現今鎢冶煉工藝過程中最重要的技術難題之一。為實現鎢鉬的有效分離，可使用化學法如鉬硫代化處理或沉淀(CN201010165455.0、CN201110053438.2、CN200710053864.X、CN200910043492.1、CN98123639.1)、離子交換(CN201110315011.5)、化學萃取(CN201210350518.9、CN201210437270.X、CN201310261381.4)等并配以固液分離(CN200810143176.7)。例如，專利CN201310261381.4和CN201210437270.X分別使用復合胺-羥肟、仲碳伯胺與二-(2-乙基己基)磷酸混合液為萃取劑萃取鎢鉬酸鹽溶液，進而分離鎢鉬；專利CN201210350518.9則通過使用三烷基氧化膦、磷酸三丁酯與稀釋劑組成的有機相與雙氧水組成的水相多級萃取分離鎢鉬；而專利CN201110315011.5則在pH 6.5–8.5條件下，依靠大孔型弱堿性陰離子樹脂的吸附作用分離鎢鉬；等(Sep Sci Technol,2009,44:2750-2760)還使用傳統電化學技術偶聯樹脂，在pH 3.0條件下先將釩鎢酸鹽混合溶液中的V(V)還原為V(IV)，再使用含1-脫氧-1-甲胺基-葡萄糖醇官能團的樹脂選擇性截留出水中的鎢。綜上，這些工藝過程具有耗能高、成本高、二次污染、副產物多、周期長、工藝繁瑣等缺點。尋求能耗低的清潔且短程的鎢鉬混合金屬分離與材料化制備相結合技術，是人們關注的熱點。

生物電化學系統(Bioelectrochemical systems,BESs)是近年興起的新技術，是微生物燃料電池(microbial fuel cells,MFCs)和微生物電解池(microbial electrolysis cells,MECs)的總稱，主要由陽極室、陽極電極、陰極室、陰極電極和質子交換膜組成。與傳統電化學過程不同，BESs的陽極微生物從有機廢水的“燃料”中“提取”電子，通過外電路導入陰極，在陰極還原電子受體如O₂、NO₃^-、金屬離子等。特別是，陽極處理有機廢水、陰極處理和回收重金屬的BESs技術是兼具清潔節能、有機和金屬污染物處理與有價金屬回收的多種優勢，引起人們的極大關注。相比于回收單金屬的BESs技術(如CN201310345579、CN201210153753、CN201210153753、CN201310145779等)，基于多金屬或混合金屬回收的BESs具有更廣泛的應用前景。例如，本研究小組曾研發的兩套MFCs串聯驅動一套MECs回收鉻、銅和鎘(CN201410175987.0)，三股模擬廢水分別且僅含有Cr(VI)、Cu(II)或Cd(II)，各自進入相應的陰極單元，在不消耗外界能源的條件下回收了三種(鉻、銅和鎘)模擬廢水中的金屬。由于是三種模擬廢水(Cr(VI)、Cu(II)和Cd(II))獨立進入，故不涉及混合金屬的分離問題。對混合金屬而言，當不同金屬離子的氧化還原電位差異顯著時，如Cu(II)為0.335V、Ni(II)為–0.257V、Cd(II)為–0.412V、Co(II)為–0.28V，通過施加不同電壓的MECs、切換MFCs與MECs、或構建自驅動MFCs-MECs系統，可在陰極成功分離或回收Cu(II)與Ni(II)、Cu(II)與Cd(II)、或Cu(II)與Co(II)混合金屬(Modin et al.,J Hazard Mater 2012,235-236:291-297；Luo et al.,Front Environ Sci Eng,2015,9:522-527；本研究小組CN201410669734.9和Sep Purif Technol 147,114-124等)。