[發明專利]一種利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的方法

有效

• 申請號: 201710675134.7
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107523705B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 柴立元;劉明詩;孫竹梅;舒余德;李青竹;王云燕;王慶偉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B61/00
• 分類號: C22B61/00;C22B7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

本發明提出一種利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的方法，包括以下步驟：將含有高錸酸根的待吸附溶液通入第一段電容，在1.8～3.0V的槽電壓下被陽極區內的活性炭吸附，再通入第二段電容中，在1.8～3.0V的槽電壓下被陽極區內的活性炭吸附。本發明還提出利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的裝置。本發明提出的兩段電容去離子法分離高錸酸根的方法選擇性好，對ReO₄^?的選擇吸附率達到93％以上，而對SO₄^2?、Cl^?和NO₃^?等其他離子的吸附均小于1％。本發明采用的吸附材料價格低廉，活性炭為常規碳材料，價格低廉制作簡單，方便購買，相對于其他碳材料降低了本發明技術方案的實施成本。

技術領域

本發明屬于稀散元素回收利用領域，具體涉及一種從污水中分離高錸酸根的方法。

背景技術

錸(Re)是稀散元素(RSE)群中發現最晚的一個重要元素，屬于一種貴重稀散金屬元素，在地殼中含量極少，但是，錸硬度大、耐腐蝕、耐磨且具有良好的延展性，在國防和航空航天、超高溫發射、特種燈的熱離子材料等方面具有廣泛應用。由于錸在地殼中含量極少，因此錸及其化合物的價格很昂貴，使之回收再利用就更加有實際價值。在弱酸或弱堿溶液中，錸均以七價陰離子ReO₄^-存在，如高錸酸銨、高錸酸鉀，一般在濕法冶金中均以陰離子形式提取。從水溶液中提取錸的方法主要有置換沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法和液膜法。沉淀法主要是硫化沉淀，屬于傳統工藝，但是硫化鹽活性強不能選擇性提取錸，重金屬尤其是銅、砷、銻、鉍等與錸同時析出，90％以上的錸進入砷濾餅中，少部分隨廢水排放而損失，砷濾餅渣量大，該方法錸回收工序復雜、錸回收率低；溶劑萃取被廣泛應用于制備錸酸銨產品，但存在步驟繁瑣、藥劑多、操作環境差、錸回收率低等問題；離子交換操作簡單，但是存在飽和吸附容量小，回收率較低，且使用壽命短，需頻繁更換，增加了生產成本等問題一直未能實現大規模應用；液膜法尚處于起步階段，具體的工業生產實踐還沒成熟。

此外，以上三種方法對錸的選擇性較差，容易受到高濃度其它共存離子的影響，提取率較低。

電容去離子(Capacitive Deionization,CDI)，是一種基于雙電層電容理論的水質淡化凈化技術。其基本原理是在電極上施加低電壓后，溶液中陽離子、陰離子或帶電粒子在電場力和濃度梯度作用下分別向兩極遷移，吸附于電極表面形成雙電層，從而達到脫鹽或凈化的目的。電容去離子技術具有良好的選擇性，這一性能較強依賴于雙電層的形成和離子特性。當電解液含多種離子時，離子半徑，離子化合價，水和半徑和原子量都會對選擇性造成影響。離子大小會影響電極表面雙電層的分布，進而影響選擇性。一價離子有著較小的水合半徑,相對于水合半徑較大的高價離子會優先被去除。對于相同價態的離子，不同的原子量會得到不同的選擇性能。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提出一種利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的方法。

本發明的第二個目的是提出一種利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的裝置。

實現本發明目的的技術方案為：

一種利用兩段電容去離子法選擇性分離高錸酸根的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將含有高錸酸根的待吸附溶液通入第一段電容，在1.8～3.0V的槽電壓下被陽極區內的活性炭吸附，再通入第二段電容中，在1.8～3.0V的槽電壓下被陽極區內的活性炭吸附。

其中，在所述含有高錸酸根的待吸附溶液中，ReO₄^-的濃度為0～200mg L^-1。