CN102814164A - 通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 - Google Patents
通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102814164A CN102814164A CN2012103447412A CN201210344741A CN102814164A CN 102814164 A CN102814164 A CN 102814164A CN 2012103447412 A CN2012103447412 A CN 2012103447412A CN 201210344741 A CN201210344741 A CN 201210344741A CN 102814164 A CN102814164 A CN 102814164A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adsorption column
- adsorption
- heavy metal
- cobalt
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 161
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 157
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- DBQFKMXHMSMNRU-UHFFFAOYSA-N [Zn].[Co].[Cu] Chemical compound [Zn].[Co].[Cu] DBQFKMXHMSMNRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 436
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 158
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 128
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 103
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 103
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 120
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 104
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 claims description 77
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 65
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 48
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 34
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 32
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 16
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 8
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 19
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Cu+2] MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 208000021302 gastroesophageal reflux disease Diseases 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，包括：S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.5-5.0，得到酸浸液；S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液进行分离富集提纯；经实验证明，通过对处理液的温度和流速的精确控制，可以实现较好的铜、钴和锌的分离，因此，本发明提供的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，可以应用于液体中微量或痕量铜、钴和锌的分离和回收。
Description
技术领域
本发明属于重金属分离技术领域，具体涉及一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法。
背景技术
随着世界经济的飞速发展以及人口数量的不断增加，资源相对不足和环境承载力弱已经成为世界发展的重要瓶颈。建设资源节约型和环境友好型社会，推进生态文明建设，已成为当今世界各国关注的主题。
目前，对于含有重金属离子的各种工业废水、生活污水和核工业废水，普遍采用化学沉淀法、氧化还原法或离子交换法等方法对其进行处理，从而降低水资源中重金属含量，减少重金属污染的危害。
但是，目前采用的各类重金属废水的处理方法，存在废水中重金属离子的去除效率低和成本高的缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，具有对铜离子的选择性吸附强的优点。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，包括以下步骤：
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.5-5.0，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在25-40℃下进行分离富集提纯，具体包括：将pH为0.5-5.0的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.0-6.5后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0-6.5后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；
S5，将质量分数为5-30％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
优选的，所述重金属吸附材料通过以下方法配制：
预处理：在超声场下，将原料硅胶分散于4-6mol/L的盐酸溶液，加热回流3-5小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为14-16∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，100-130℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为5-8∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为7-9∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为8-11∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应35-40小时；降至25-35℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。
优选的，所述超声场的功率为150-250瓦；
硅胶键合反应中的所述真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以15-20℃/min的速度降温冷冻至-70--50℃，维持-70--50℃的时间为5-6小时；
第二阶段，以5-8℃/min的速度升温至-15--13℃，维持-15--13℃的时间为7-9小时；
第三阶段，快速放至温度为160℃-170℃的真空干燥箱中，干燥时间15-20小时即得到所述重金属吸附材料。
优选的，所述硅烷化试剂为3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷或3-二乙三胺基丙基三甲氧基硅烷。
优选的，所述重金属吸附材料的孔径为5.02-6.23，所述重金属吸附材料的孔容积为0.4-0.7立方厘米/克。
优选的，所述原料硅胶粒度为200-300目硅胶。
优选的，S4具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为0.5-5.0的酸浸液以1-3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以5-7ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.0-6.5后以2-4ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以6-8ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0-6.5后以8-10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
优选的，S4具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为3.0-3.5的酸浸液以2ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以6ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为5.5-6.0后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为3.5-4.0后以9ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
以下对本发明进行进一步介绍：
本发明创新性的制备得到一种重金属吸附材料，经实验证明，该重金属吸附材料对铜离子、钴离子和锌离子均具有吸附性，并且，对铜离子的吸附活性远高于对钴离子的吸附活性，而对钴离子的吸附活性远高于对锌离子的吸附活性，针对这一特点，为实现对铜离子、钴离子和锌离子的分离，发明人对使用吸附柱过柱的工艺进行了多次试验，意外发现，通过对过柱的温度和流速的精确控制，可以实现较好的铜离子、钴离子和锌离子的分离，并且，在重金属吸附材料的制备过程中，本领域技术人员公知，硅胶是由多聚硅胶分子间脱水形成的多孔物质，硅胶结构式中的水包括结构水和吸附水，其中，结构水以羟基形式和硅原子相连，覆盖于硅胶表面。本发明人，在对硅胶进行活化过程中，引入超声波技术，并采取了与浓盐酸加热回流的剧烈条件。在对最终得到的湿态的重金属吸附材料进行干燥的过程中，采取了特殊的温度控制过程，由此制备出的重金属吸附材料经实验证明，能够非常好的实现对铜、钴和锌的分离。因此，本发明提供的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，可以应用于液体中微量或痕量铜、钴和锌的分离和回收。
具体实施方式
以下对本发明提供的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法进行详细介绍：
重金属吸附材料制备方法实施例1
预处理：在150瓦超声场下，将原料硅胶分散于4mol/L的盐酸溶液，加热回流4小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为15∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，130℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂33-二乙三胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为7∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为9∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为11∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应40小时；降至35℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以20℃/min的速度降温冷冻至-60℃，维持-60℃的时间为6小时；
第二阶段，以8℃/min的速度升温至-13℃，维持-13℃的时间为9小时；
第三阶段，快速放至温度为160℃的真空干燥箱中，干燥时间20小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为6.23、孔容积为0.7立方厘米/克的重金属吸附材料。
重金属吸附材料制备方法实施例2
预处理：在250瓦超声场下，将原料硅胶分散于6mol/L的盐酸溶液，加热回流3小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为16∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，100℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为5∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为7∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为8∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应35小时；降至25℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以15℃/min的速度降温冷冻至-70℃，维持-70℃的时间为6小时；
第二阶段，以5℃/min的速度升温至-13℃，维持-13℃的时间为9小时；
第三阶段，快速放至温度为170℃的真空干燥箱中，干燥时间15小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为5.02、孔容积为0.4立方厘米/克的重金属吸附材料。
重金属吸附材料制备方法实施例3
预处理：在200瓦超声场下，将原料硅胶分散于5mol/L的盐酸溶液，加热回流4小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为15∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，110℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为6∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为8∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为9∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应36小时；降至30℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以16℃/min的速度降温冷冻至-60℃，维持-60℃的时间为5小时；
第二阶段，以7℃/min的速度升温至-15℃，维持-15℃的时间为8小时；
第三阶段，快速放至温度为165℃的真空干燥箱中，干燥时间19小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为6.01、孔容积为0.6立方厘米/克的重金属吸附材料。
重金属吸附材料制备方法实施例4
预处理：在210瓦超声场下，将原料硅胶分散于4mol/L的盐酸溶液，加热回流5小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为16∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，120℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂3-二乙三胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为7∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为9∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为9∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应38小时；降至32℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以17℃/min的速度降温冷冻至-60℃，维持-60℃的时间为6小时；
第二阶段，以7℃/min的速度升温至-14℃，维持-14℃的时间为8小时；
第三阶段，快速放至温度为169℃的真空干燥箱中，干燥时间18小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为5.96、孔容积为0.5立方厘米/克的重金属吸附材料。
重金属吸附材料制备方法实施例5
预处理：在220瓦超声场下，将原料硅胶分散于6mol/L的盐酸溶液，加热回流4小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为14∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，120℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂3-二乙三胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为7∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为8∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为10∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应38小时；降至32℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以18℃/min的速度降温冷冻至-55℃，维持-55℃的时间为5小时；
第二阶段，以7℃/min的速度升温至-14℃，维持-14℃的时间为9小时；
第三阶段，快速放至温度为165℃的真空干燥箱中，干燥时间17小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为5.56、孔容积为0.5立方厘米/克的重金属吸附材料。
重金属吸附材料制备方法实施例6
预处理：在170瓦超声场下，将原料硅胶分散于5mol/L的盐酸溶液，加热回流4小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为15∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，120℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为7∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为8∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为10∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应38小时；降至32℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。其中，本步骤的真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以18℃/min的速度降温冷冻至-60℃，维持-60℃的时间为6小时；
第二阶段，以7℃/min的速度升温至-14℃，维持-14℃的时间为9小时；
第三阶段，快速放至温度为163℃的真空干燥箱中，干燥时间17小时即得到所述重金属吸附材料。
制得孔径为5.86、孔容积为0.6立方厘米/克的重金属吸附材料。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例1
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例1制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为3.2，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在25℃下进行分离富集提纯，具体包括：将pH为3.2的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为5.8后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为3.7后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为3.2的酸浸液以3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以5ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为5.8后以2ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为3.7后以9ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
S5，将质量分数为26％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.999％，钴质量分数为0.001％，锌质量分数为0.000％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.998％，铜质量分数为0.001％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.999％，钴质量分数为0.000％，铜质量分数为0.001％。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例2
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例2制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为5.0，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在40℃下进行分离富集提纯，具体包括：
将pH为5.0的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.2后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为4.2后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将将pH为5.0的酸浸液酸浸液以3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以6ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.2后以4ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以8ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为4.2后以8ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌。
S5，将质量分数为22％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.998％，钴质量分数为0.001％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.997％，铜质量分数为0.002％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.999％，钴质量分数为0.001％，铜质量分数为0.000％。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例3
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例3制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.6，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在35℃下进行分离富集提纯，具体包括：
将pH为0.6的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为6.5后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为5.1后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为0.6的酸浸液以1ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以5ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为6.5后以2ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以6ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为5.1后以10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
S5，将质量分数为30％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.997％，钴质量分数为0.002％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.998％，铜质量分数为0.001％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.999％，钴质量分数为0.000％，铜质量分数为0.001％。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例4
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例1制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为1.8，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在38℃下进行分离富集提纯，具体包括：
将pH为1.8的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为2.8后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为4.7后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为1.8的酸浸液以2ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以7ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为2.8后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为4.7后以9ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
S5，将质量分数为19％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.998％，钴质量分数为0.001％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.998％，铜质量分数为0.002％，锌质量分数为0.000％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.999％，钴质量分数为0.001％，铜质量分数为0.000％。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例5
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例5制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为2.5，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在29℃下进行分离富集提纯，具体包括：
将pH为2.5的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为3.7后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将将pH为2.5的酸浸液以2.51/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以5ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为3.7后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0后以以10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
S5，将质量分数为11％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.999％，钴质量分数为0.000％，锌质量分数为0.001％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.998％，铜质量分数为0.000％，锌质量分数为0.002％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.998％，钴质量分数为0.001％，铜质量分数为0.001％。
铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法实验例6
本实验例采用重金属吸附材料制备方法实施例6制备得到的重金属吸附材料。
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为4.7，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在35℃下进行分离富集提纯，具体包括：
将pH为4.7的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为4.9后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为6.5后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为4.7的酸浸液以3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以6ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为4.9后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以8ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为6.5后以10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌。
S5，将质量分数为6％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
制备得到的铜粉中铜质量分数为99.999％，钴质量分数为0.001％，锌质量分数为0.000％，
制备得到的钴粉中钴质量分数为99.997％，铜质量分数为0.001％，锌质量分数为0.002％，
制备得到的锌粉中锌质量分数为99.998％，钴质量分数为0.001％，铜质量分数为0.001％。
试验例1
本试验例用于测试重金属吸附材料对铜、钴和锌的吸附性能，具体包括：pH对吸附量的影响和温度对吸附量的影响。
实验方法：配制浓度为0.02mol/L的铜离子溶液，利用酸度计调节铜离子溶液的pH；将调好pH的溶液50ml置于装有1g重金属吸附材料的广口瓶内，将广口瓶放在25摄氏度的恒温水浴中36小时，取出过滤，测定滤液中铜离子的浓度。根据公式(一)计算吸附量；
Q＝(C0-C)*V/m
其中，Q为吸附量(mmol/g)；C0为吸附前铜离子浓度(mol/L)；C为吸附后铜离子浓度(mol/L)；V为溶液的体积(ml)；m为重金属吸附材料的质量(g)。
对钴的实验方法和对锌的实验方法与上述对铜的实验方法相同。
(1)pH对吸附量的影响实验
改变上述实验方法的pH，分别对铜离子、对钴离子和对锌离子进行吸附实验，实验结果见表1。
表1
从表1可以看出，本发明制备得到的重金属吸附材料对铜、钴和锌均有一定的吸附能力，并且对铜离子的吸附性能优于对钴离子的吸附性能，对钴离子的吸附性能优于对锌离子的吸附性能。所以，通过采用本发明制备得到的重金属吸附材料，对分离工艺进行优化后，可以实现对铜离子、钴离子和锌离子分离的效果。
另外，对于对铜离子的吸附实验，随着pH的增加，重金属吸附材料对铜离子的吸附量逐渐增加，pH在3.0-3.5时，吸附量较大；因此，铜离子吸附的最佳pH为3.0-3.5。
对于对钴离子的吸附实验，随着pH的增加，重金属吸附材料对钴离子的吸附量逐渐增加，pH在5.0-6.0时，吸附量较大；因此，钴离子吸附的最佳pH为5.0-6.0。
对于对锌离子的吸附实验，随着pH的增加，重金属吸附材料对锌离子的吸附量逐渐增加，pH在3.5-4.0时，吸附量较大；因此，锌离子吸附的最佳pH为3.5-4.0。
(2)温度对吸附量的影响实验
铜离子吸附实验取pH 3.2，钴离子吸附实验取pH 5.5，锌离子吸附实验取pH3.8；改变上述实验方法的水浴温度，分别对铜离子、钴离子和锌离子进行吸附实验，实验结果见表2。
表2
从表2可以看出，随着温度的增加，重金属吸附材料对铜离子的吸附量增加迅速，当温度达到28℃时，吸附量较大；然后随着温度的继续增加，吸附量增加幅度缓慢；当温度增加到45℃时，吸附量出现下降的情况。所以，可以确定，在进行铜离子的、钴离子的和锌离子的分离的过程中，最佳温度为28℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，向连续吸附交换设备的各个吸附柱中分别填充重金属吸附材料；其中，所述连续吸附交换设备由第一吸附柱、第二吸附柱和第三吸附柱串联组成；
S2，调整含有铜离子、钴离子和锌离子的待处理液的pH为0.5-5.0，得到酸浸液；
S3，将所述酸浸液注入S1操作后的所述连续吸附交换设备；
S4，所述连续吸附交换设备对所述酸浸液在25-40℃下进行分离富集提纯，具体包括：将pH为0.5-5.0的所述酸浸液泵入所述连续吸附交换设备的进液口；所述第一吸附柱吸附富集所述酸浸液中的铜离子；从所述第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.0-6.5后泵入所述第二吸附柱的进液口，所述第二吸附柱吸附富集所述酸浸液中的钴离子；从所述第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0-6.5后泵入所述第三吸附柱的进液口，所述第三吸附柱吸附富集所述酸浸液中的锌离子；
S5，将质量分数为5-30％的硫酸分别冲洗所述第一吸附柱、所述第二吸附柱和所述第三吸附柱；所述第一吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含铜离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；所述第二吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含钴离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料，所述第三吸附柱内的所述重金属吸附材料进行解吸操作，经解吸操作后得到含锌离子解吸液和被解吸的所述重金属吸附材料；
S6，将S5得到的所述含铜离子解吸液通过直接电积设备进行电积操作，得到铜金属板或铜金属粉；同时，第一吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含钴离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到钴金属板或钴金属粉；同时，第二吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能；
将S5得到的所述含锌离子解吸液浓缩后通过直接电积设备进行电积操作，得到锌金属板或锌金属粉；同时，第三吸附柱内的被解吸的所述重金属吸附材料经过冲洗处理后恢复吸附性能。
2.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述重金属吸附材料通过以下方法配制：
预处理：在超声场下，将原料硅胶分散于4-6mol/L的盐酸溶液，加热回流3-5小时，其中，原料硅胶与盐酸溶液的质量比为14-16∶1；然后过滤，滤去酸液，滤饼洗涤至中性，100-130℃真空干燥后得到活化硅胶；
硅胶键合反应：向反应容器中加入无水甲苯溶液以及硅烷化试剂，搅拌使硅烷化试剂溶解在无水甲苯溶液中，得到第一溶液，其中，硅烷化试剂与甲苯溶液的质量比为5-8∶1；向活化硅胶中加入无水DMF，搅拌使混合均匀，得到第二溶液，其中，活化硅胶与DMF的质量比为7-9∶1；硅烷化试剂与活化硅胶质量比为8-11∶1；
将第一溶液流加到回流状态的第二溶液中，流加完毕后，继续回流反应35-40小时；降至25-35℃后过滤反应液，滤饼依次用甲醇和甲苯洗涤，然后真空干燥得到所述重金属吸附材料。
3.根据权利要求2所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述超声场的功率为150-250瓦；
硅胶键合反应中的所述真空干燥具体包括以下三个阶段：
第一阶段：将用甲醇和甲苯洗涤后的滤饼放入冷冻干燥箱中，以15-20℃/min的速度降温冷冻至-70--50℃，维持-70--50℃的时间为5-6小时；
第二阶段，以5-8℃/min的速度升温至-15--13℃，维持-15--13℃的时间为7-9小时；
第三阶段，快速放至温度为160℃-170℃的真空干燥箱中，干燥时间15-20小时即得到所述重金属吸附材料。
4.根据权利要求2所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述硅烷化试剂为3-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷或3-二乙三胺基丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求2所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述重金属吸附材料的孔径为5.02-6.23，所述重金属吸附材料的孔容积为0.4-0.7立方厘米/克。
6.根据权利要求2所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，所述原料硅胶粒度为200-300目硅胶。
7.根据权利要求1所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，S4具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为0.5-5.0的酸浸液以1-3ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以5-7ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为1.0-6.5后以2-4ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以6-8ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为2.0-6.5后以8-10ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
8.根据权利要求7所述的通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法，其特征在于，S4具体包括以下五个阶段：
第一阶段：将pH为3.0-3.5的酸浸液以2ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，由第一吸附柱同时吸附铜离子、钴离子和锌离子，直到第一吸附柱对铜离子吸附饱和；
第二阶段：将酸浸液以6ml/min的速率泵入所述连续吸附交换设备的进液口，第一吸附柱不断吸附铜离子，并且，新吸附的铜离子取代原吸附的钴离子和锌离子，直到第一吸附柱吸附的钴离子和锌离子完全被铜离子取代；
第三阶段：经第二阶段处理后，由第一吸附柱出液口流出的液体调pH为5.5-6.0后以3ml/min的速率泵入第二吸附柱，由第二吸附柱同时吸附钴离子和锌离子，直到第二吸附柱对钴离子吸附饱和；
第四阶段：由第一吸附柱出液口流出的液体以7ml/min的速率泵入第二吸附柱，第二吸附柱不断吸附钴离子，并且，新吸附的钴离子取代原吸附的锌离子，直到第二吸附柱吸附的锌离子完全被钴离子取代；
第五阶段：经第四阶段处理后，由第二吸附柱出液口流出的液体调pH为3.5-4.0后以9ml/min的速率泵入第三吸附柱，由第三吸附柱吸附锌离子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210344741.2A CN102814164B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210344741.2A CN102814164B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102814164A true CN102814164A (zh) | 2012-12-12 |
| CN102814164B CN102814164B (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=47298823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210344741.2A Expired - Fee Related CN102814164B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102814164B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103332760A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-02 | 工信华鑫科技有限公司 | 一种实现钴、锌和铁分离的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020011446A1 (en) * | 1998-11-24 | 2002-01-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for modifying the metal ion sorption capacity of a medium and modified medium |
| CN2751019Y (zh) * | 2004-12-17 | 2006-01-11 | 曹喜平 | 一种工业废水处理系统 |
| CN1803275A (zh) * | 2005-12-06 | 2006-07-19 | 青岛科技大学 | 一种新型硅胶负载交联壳聚糖重金属离子吸附剂 |
| CN102649998A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-08-29 | 陕西安圣美贸易发展有限公司 | 铜镉渣中铜、镉、锌分离富集的方法 |
-
2012
- 2012-09-17 CN CN201210344741.2A patent/CN102814164B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020011446A1 (en) * | 1998-11-24 | 2002-01-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for modifying the metal ion sorption capacity of a medium and modified medium |
| CN2751019Y (zh) * | 2004-12-17 | 2006-01-11 | 曹喜平 | 一种工业废水处理系统 |
| CN1803275A (zh) * | 2005-12-06 | 2006-07-19 | 青岛科技大学 | 一种新型硅胶负载交联壳聚糖重金属离子吸附剂 |
| CN102649998A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-08-29 | 陕西安圣美贸易发展有限公司 | 铜镉渣中铜、镉、锌分离富集的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郑宏: "用新型离子交换技术富集分离废水中的混合重金属离子", 《材料保护》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103332760A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-02 | 工信华鑫科技有限公司 | 一种实现钴、锌和铁分离的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102814164B (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103285837B (zh) | 对不同重金属离子具有高度选择性吸附材料的制备方法 | |
| CN103506077A (zh) | 一种改性生物炭的制备方法 | |
| CN102489245A (zh) | 一种改性浮石吸附材料及其制备方法与应用 | |
| CN111889077A (zh) | 改性磁性沸石咪唑骨架材料制备及吸附水中痕量头孢他啶 | |
| CN106745887A (zh) | 工业废酸除杂回收工艺 | |
| CN101880071A (zh) | 连续式高氨氮尾水的深度处理系统及处理方法 | |
| CN103599745A (zh) | 一种改性硅酸钙及其在污水除磷中的应用 | |
| CN109912096A (zh) | 一种邻甲酸甲酯苯磺酰胺废水分质预处理的方法 | |
| Li et al. | Recovery of silver from nickel electrolyte using corn stalk-based sulfur-bearing adsorbent | |
| CN101805342A (zh) | 一种回收甘氨酸甲醇母液里乌洛托品和甘氨酸的方法 | |
| CN102872808B (zh) | 通过重金属吸附材料实现铜镍分离、富集、提纯的方法 | |
| CN104230082B (zh) | 一种高盐含甘油高浓度有机废水中氯化钠及甘油的回收装置 | |
| CN114409009A (zh) | 一种基于聚合物pim-1吸附对苯二酚的方法 | |
| CN102643990A (zh) | 一种螯合树脂去除高纯镍中微量铜的方法 | |
| CN102814164B (zh) | 通过重金属吸附材料实现铜、钴和锌分离、富集、提纯的方法 | |
| CN102828031B (zh) | 通过重金属吸附材料实现钴、锌和铁分离、富集、提纯的方法 | |
| CN119306962B (zh) | 一种三维mof材料及其制备方法与应用 | |
| CN103849453B (zh) | 废乳化油净化方法 | |
| CN102815763B (zh) | 通过重金属吸附材料实现铜钴分离、富集、提纯的方法 | |
| CN107572557B (zh) | 盐渣精制高效组合深度处理方法 | |
| CN108996807A (zh) | 一种用改性钢渣-沸石吸附降解生活污水中氮磷的方法 | |
| CN105664845B (zh) | 一种用于吸附铷离子的复合吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN102814058B (zh) | 通过重金属吸附材料实现镍镁分离、富集、提纯的方法 | |
| CN104437677A (zh) | 通过重金属吸附材料实现钴和锰分离的方法 | |
| CN106477663A (zh) | 一种纳米硅凝胶净化处理没食子酸生产废水的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20150407 Granted publication date: 20140507 |
|
| RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20160407 Granted publication date: 20140507 |
|
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20160407 Granted publication date: 20140507 |
|
| RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20171007 Granted publication date: 20140507 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140507 Termination date: 20160917 |