[發明專利]一種平板膜、膜組件、膜蒸餾裝置及濃縮含銅廢水的方法

有效

• 申請號: 202210469831.8
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114950151B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 尹俊;蔣蘭英
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D69/06
• 分類號: B01D69/06;B01D67/00;B01D63/08;B01D61/36;C02F1/44;C02F101/20;C02F103/10
• 代理公司: 長沙知行亦創知識產權代理事務所(普通合伙) 43240
• 代理人: 嚴理佳

本發明提供了一種適用于濃縮含銅廢水的疏水平板膜的制備方法，包括步驟：S1，將呈半結晶聚合物態的有機物、造孔添加劑和有機溶劑在50?70℃溫度下混合，得待脫泡液；然后對所述待脫泡液進行脫泡處理，得鑄膜液；S2，對所述鑄膜液進行預成型處理，得初生膜；然后將所述初生膜依次浸泡于60?80％濃度的醇類弱非溶劑和水中，得具有乳突狀結構的疏水平板膜；其中，所述初生膜在所述醇類弱非溶劑中的浸泡時長為10?20s?；谏鲜鲋苽浞椒ǎ景l明獲得了一種具有乳突狀粗糙結構的疏水平板膜，其機械性能、疏水性能、抗污染性能和銅截留性能均較佳，具有較高的銅濃縮效率，適用于含銅廢水的膜蒸餾。

技術領域

本發明涉及含銅廢水中銅的膜分離，尤其涉及一種平板膜、膜組件、膜蒸餾裝置及濃縮含銅廢水的方法。

背景技術

銅作為人類開采和使用的第一批金屬之一，被廣泛用于工業或日常生活中。當前，可供開采的銅礦品位越來越低，呈指數增長的銅產量導致銅礦開采過程中產生的大量含銅廢水，如不經處理，將會對環境乃至人體健康造成傷害。對含銅廢水進行濃縮處理不僅可以減少其對環境的影響，同時，經處理后的銅濃縮液還可以回用到溶劑萃取工藝中，以解決溶劑萃取處理低濃度含銅廢水不具備經濟效益的問題。

在濕法冶金中，傳統的銅濃縮工藝常采用離子交換法、沉淀法和溶劑萃取等，但他們都存在工藝繁瑣、經濟、技術和效率限制的問題。膜蒸餾作為一種新型膜分離技術，它以疏水膜兩側的蒸汽壓差為驅動力，實現水和其它非揮發性或低揮發性物質的分離，同時產生高質量的回用水。

膜蒸餾在某種程度上與蒸餾的機理相似，蒸餾適用的分離過程理論上均可用其加以替代，如淡水生產，廢水處理，工業產品的濃縮、結晶等。膜的介入使膜蒸餾相對于常規技術具備一些獨特的優勢，如低溫操作(并因此延長設備使用壽命、適合熱敏物質的處理等)，可以使用低品味能源，高濃縮程度，節省空間等。因此，膜蒸餾可以替代蒸餾成為濃縮含銅廢水的有效方案之一，濃縮后的溶液則通過傳統的濕法冶金工藝進行回收。雖然將膜蒸餾用于濃縮含銅廢水具有上述優勢，但是，在采用膜蒸餾實際濃縮含銅廢水的過程中，還是會出現膜的機械性能、疏水性能、抗污染性能和銅截留性能較差、以及銅濃縮效率較低的情況。

鑒于此，有必要提供一種平板膜、膜組件、膜蒸餾裝置及濃縮含銅廢水的方法，以解決或至少緩解上述膜的機械性能、疏水性能、抗污染性能和銅截留性能較差、以及銅濃縮效率較低的技術缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種平板膜、膜組件、膜蒸餾裝置及濃縮含銅廢水的方法，以至少克服膜的機械性能、疏水性能、抗污染性能和銅截留性能較差、以及銅濃縮效率較低的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種適用于濃縮含銅廢水的疏水平板膜的制備方法，包括步驟：

S1，將呈半結晶聚合物態的有機物、造孔添加劑和有機溶劑在50-70℃溫度下混合，得待脫泡液；然后對所述待脫泡液進行脫泡處理，得鑄膜液；

S2，對所述鑄膜液進行預成型處理，得初生膜；然后將所述初生膜依次浸泡于60-80％濃度的醇類弱非溶劑和水中，得具有乳突狀結構的疏水平板膜；

其中，所述初生膜在所述醇類弱非溶劑中的浸泡時長為10-20s。

進一步地，所述步驟S2還包括：將所述初生膜依次浸泡于所述醇類弱非溶劑和所述水中后，得待改性膜；

將所述待改性膜浸泡至聚二甲基硅氧烷改性液中，得所述疏水平板膜。

進一步地，所述聚二甲基硅氧烷改性液由聚二甲基硅氧烷和正己烷配制而成，其中，所述聚二甲基硅氧烷在所述聚二甲基硅氧烷改性液的重量占比為1-2％；

所述待改性膜在所述聚二甲基硅氧烷改性液中的浸泡時長不超過2h。

進一步地，所述呈半結晶聚合物態的有機物、所述造孔添加劑和所述有機溶劑的重量比為12-15:8-10:75-80；