萃取剂及其分离废水中铜、镍的方法与流程

本发明涉及对工业废水中重金属净化，具体涉及一种萃取剂及其分离废水中铜、镍的方法。

背景技术：

1、印刷电路板行业含铜、镍废液可溯源至电镀、清洗工序。电镀含铜、镍废液属于危废名录，对环境存在潜在威胁。目前针对铜、镍废液采用破络-混凝沉淀技术处理，这种方式是将铜、镍的存在形式由废水转为废固，但这种技术对目标金属的选择性较差，且易受杂质干扰，导致净化效率低，且产生的含铜、镍污泥渣同样属于危废。

2、萃取法由于其工艺操作简单，适用性强，广泛应用于含重金属污染水体的净化达标排放，也成为净化含铜、镍的电镀废水的主流工艺。此外，萃取后的铜、镍萃取液，再依次经过反萃、电解工艺，又可回收铜、镍金属，这有利于资源的循环利用。

3、萃取法的技术核心为在实现高效萃取的同时，兼顾靶向选择性萃取效果。目前市场上的萃取剂，存在一定的局限性：选择性差，难以满足多元复杂电镀废液体系。在萃取富集阶段，往往出现其他种类金属离子共同萃取的现象，这影响了后续反萃-电解资源利用率。

4、有鉴于此，有必要设计一种萃取剂及其分离废水中铜、镍的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种萃取剂及其分离废水中铜、镍的方法，旨在解决现有萃取剂中对目标金属离子的选择性萃取差，反萃率低，萃取剂易受污染的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种萃取剂，所述萃取剂是以cardo环为骨架，并在两端引入双酰羟肟酸结构片段；所述萃取剂的结构式为：

3、。

4、该实施例中，萃取剂中的cardo环将同一分子两端的双酰羟肟酸结构片段隔离开，可以防止后续对金属进行萃取过程中，金属离子分子内螯合，为后续金属破络回收提供了保障；而结构中“两翼”呈现苯醚结构，这有利于氧原子两侧的苯环自由旋转，可以降低分子的空间位阻；此外，结构中“两翼”的苯醚结构还可以最大程度的调节分子空间轴向π-π键堆积，削弱了分子间的相互作用力，改善了所制备的萃取剂的溶解性能。

5、第二方面，本申请实施例提供了一种萃取剂分离废水中铜、镍的方法，采用上述的萃取剂进行萃取，具体包括以下步骤：

6、s1、将所述萃取剂与磺化煤油混合，超声溶解，得到稀释液；

7、s2、调节含有铜、镍的废水的ph值至预定值；

8、s3、向步骤s2得到的溶液中加入步骤s1中的所述稀释液，对废水中的铜、镍进行萃取。

9、在本申请实施例的技术方案中，通过使用“鸟身”与“两翼”对分子主链结构及其空间位阻的调控的萃取剂，可以保证酰羟肟酸结构片段活化位点选择性的螯合目标金属（铜、镍）；此外，酰羟肟酸结构片段具有协助抗菌滋生能力，铁离子是细菌的正常代谢活动的必须营养物质，酰羟肟酸结构片段可以提高螯合水体中的铁离子，使细菌的生长受限，有效抑制细菌生长和繁殖，如此实现了对铜、镍的高效选择性萃取及清洁-抗菌性萃取。

10、在一些实施例中，所述含有铜、镍的废水中，铜以硫酸根阴离子、氯离子、硝酸根阴离子、柠檬酸阴离子中的一种或多种形式存在。

11、在一些实施例中，所述含有铜、镍的废水中，镍以硫酸根阴离子、氯离子、硝酸根阴离子、柠檬酸阴离子中的一种或多种形式存在。

12、在一些实施例中，步骤s2中所述ph值的范围为1~5。

13、该实施例中，通过将含有铜、镍的工业（电镀）废水的ph调节在1~5范围内，避免双酰羟肟酸结构在碱性条件下的存在形式，使羟肟酸基团发生水解反应，形成醇和羧酸盐的形式，从而导致分子结构被破坏，故能保证萃取剂对铜、镍高效萃取。

14、在一些实施例中，所述稀释液中，所述萃取剂与磺化煤油的质量比为1:10~100。

15、在一些实施例中，所述含有铜、镍的废水包括催化剂废液、冶金废液、电子垃圾浸出溶液、光伏组件蚀刻液、废弃电路板电镀液中的一种或多种。

16、在一些实施例中，所述萃取剂对废水中铜、镍的萃取效果均为95%以上。

17、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种萃取剂，所述萃取剂是以cardo环为骨架，并在两端引入双酰羟肟酸结构片段；所述萃取剂的结构式为：

2.一种萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的萃取剂进行萃取，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，所述含有铜、镍的废水中，铜以硫酸根阴离子、氯离子、硝酸根阴离子、柠檬酸阴离子中的一种或多种形式存在。

4.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，所述含有铜、镍的废水中，镍以硫酸根阴离子、氯离子、硝酸根阴离子、柠檬酸阴离子中的一种或多种形式存在。

5.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，步骤s2中所述ph值的范围为1~5。

6.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，所述稀释液中，所述萃取剂与磺化煤油的质量比为1:10~100。

7.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，所述含有铜、镍的废水包括催化剂废液、冶金废液、电子垃圾浸出溶液、光伏组件蚀刻液、废弃电路板电镀液中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的萃取剂分离废水中铜、镍的方法，其特征在于，所述萃取剂对废水中铜、镍的萃取效果均为95%以上。

技术总结
本申请提供了一种萃取剂及其分离废水中铜、镍的方法，属于对工业废水中重金属净化领域，这种萃取剂的分子整体结构以“鸟状”的形式呈现。其中，“鸟身”来源于双酚芴的衍生化学品的Cardo环，三元环呈现共平面，降低了整个分子结构的扭曲张力，有利于后续衍生化；“两翼”为苯醚结构，有利于氧原子两侧的苯环自由旋转，可以降低分子的空间位阻，“两翼”最端位置为酰羟肟酸结构片段，为萃取剂的活化螯合点。此外，金属离子分子内螯合虽然稳定性更强，但不利于后续反萃取，而Cardo环将同一分子两端的双酰羟肟酸结构片段隔离开，可以防止金属离子分子内螯合，为后续金属破络回收提供了保障。

技术研发人员：郑晔,张晏铭,张磊,于鸿宾,陈建龙,张文博,杨海鸣
受保护的技术使用者：长春黄金研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5