[發明專利]一種連續去除料液中金屬離子的裝置及使用方法

有效

• 申請號: 201611128174.1
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106731835B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張維冰;李宙顯;楚占營;張凌怡;劉海燕
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D57/02
• 分類號: B01D57/02;C02F1/469
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種連續去除料液中金屬離子的裝置及使用方法，該裝置將自由流電泳技術與離子交換色譜結合，實現金屬離子的高效連續去除。裝置包括分離腔、吸附腔、電極系統等部分。本發明的優勢在于：裝置造價低、結構簡單、易于組裝、便于操作；分離腔體積大，料液處理量大；料液中金屬離子可連續去除；且因其不直接流過樹脂腔，不會造成二次污染。

技術領域

本發明涉及自由流電泳分離技術領域，具體的說，是一種連續去除料液中金屬離子的裝置及使用方法。

背景技術

隨著我國社會經濟的不斷發展，金屬廢水被大量排放到環境中，引起了水體和土壤的污染，嚴重威脅到人類的生命健康。目前，去除水中金屬離子的傳統方法主要有離子交換法、電解法、沉淀法等，這些方法雖然能達到一定的分離效果，但往往由于過程繁瑣，易造成二次污染而使分離效果不夠理想。

自由流電泳是半制備型分離技術，具有可連續分離、多種分離模式、無固體支持介質和分離條件溫和等優勢。自由流電泳是一種依據樣品物質如生物粒子、分子、離子等荷質比實現分離的技術，與其它分離技術相比，其最大的優點就是對于樣品分離的連續性。不同于色譜和凝膠電泳需要重復的上樣，自由流電泳可以實現樣品的連續分離，從而可以節省大量的時間。

中國專利201310000962.2基于自由流電泳技術，設計了一種分離貴液中貴金屬的裝置，在電極室內分別安裝電極制造出彼此獨立且存在差異的電場，從貴液中分離出貴金屬離子，對貴液的初步分離效果可以使濃度提高60％，對資源的循環利用具有巨大的貢獻；中國專利201610278032.7基于自由流電泳原理，依據不同帶電物質在電場中遷移速率不同的特點，設計了一種藻藍蛋白分離和富集裝置，該裝置能夠對蛋白粗提液乃至藻藍細胞破壁后的原漿直接進行富集，且多個分離和富集裝置可以串聯，逐級將藻藍蛋白除雜富集純化，使藻藍蛋白的快速、高效的規模化制備成為可能。

中國專利201210019590.3利用場增強原理，設計了一種富集與分離污水中金屬離子的裝置。基于背景離子溶液的濃度遠高于污水中金屬離子的濃度，分離柱管兩端施加高直流電壓后，帶正電的金屬離子在分離柱管的遷移速度比污水區帶中的遷移速度慢，從而導致金屬離子在污水溶液區帶和背景離子溶液的界面處堆積，增加了金屬離子在離子交換分離介質中的濃度，相比于直接接觸吸附，該富集方法所能吸附的金屬離子濃度提高，從而使富集效率得到提高。基于自由流電泳和離子交換色譜原理，本發明提供了一種連續去除料液中金屬離子的裝置及使用方法，與中國專利201210019590.3中金屬離子的富集分離為目的不同，本發明適用于料液中金屬離子的去除，具有裝置結構簡單、操作方便等優勢，能夠實現料液中金屬離子高效連續去除。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種連續去除料液中金屬離子的裝置及使用方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種連續去除料液中金屬離子的裝置，其包含分離腔，吸附腔和電極系統；電極系統包含陽極電極板和陰極電極板，上板為鏤空的凹槽結構，凹槽內裝配陽極電極板，中板為中心挖通的平板結構；上板，中板以及隔板一起構成分離腔，下板也為鏤空的凹槽結構，凹槽內裝配陰極電極板，下板與隔板一起構成吸附腔；吸附腔內裝填樹脂。

分離腔為長方體結構，長度為50-200cm，高度為4-10cm，寬度20-40cm，若需消除腔內的死角，應采用帶圓弧的分離腔結構；中板挖通部分的長度為分離腔長度的1/3-2/3；上板和中板選用耐強堿的有機玻璃板材質，其厚度在4-50mm。

在上板的兩側分別開設進液孔和出液孔，其內徑為5-30mm，數量分別為1-4個，料液的進樣流速為1-1000mL/min。

隔板可以采用隔膜或是篩板，其孔徑大小根據樹脂材料的大小進行調整。