离子交换法分离镍钴-邹剑-PPT课件

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目录概述重点方法方法应用结语常用方法介绍离子交换法离子交换法的应用、展望鸣谢

1方法介绍分离方法概述工业采用的方法:溶剂萃取法传统镍钴分离方法:化学沉淀法离子交换法在工业化的”瓶颈”主要分离方法：其他分离方法：聚合物一盐一水液一固萃取（非有机溶剂液固萃取）法电反萃取法等

2离子交换概念：离子交换反应是指固相的离子交换树脂与液相中离子间发生的离子互换反应。金属离子是否容易交换到树脂上去，这主要取决于以下几个方面：Part1静电效应Part2溶胀压的作用Part3共价键的形成Part4极化效应总结：离子交换反应是依靠树脂吸附离子，实现离子交换平衡。

3腐蚀性小离子交换法优缺点操作简便环境污染较少难以实现大规模工业化离子交换材料易被污染对预处理要求较高离子交换法：

4阳离子交换树脂螯合树脂萃淋树脂特种无机离子交换树脂2004年2月，So-YoungKang等人研究了采用IRN-77处理废水中Co2+、Ni2+、Cr3+，最优的树脂加人量是0.6g/100mL溶液。溶液中金属离子最佳浓度为200mg/L;吸附平衡时间为lh，由于树脂上硫酸功能团的脱氢作用pH随反应的进行而降低;每种金属的吸附行为都非常符合Langmuir等温线。Ni、Co、Cr吸附量分别为:74.63、62.11、46.95mg/g；Co2+、Ni2+电价相同当它们共存时吸附的程度差不多，Cr3+的加人，增加了与Co2+、Ni2+的竞争。吸附顺序为:Cr3+Co2+=Ni2+，整个实验的pH维持在4左右。作用机理：1阳离子交换树脂IRN77可用于钻或镍的回收。IRN77树脂骨架为苯乙烯一二乙烯苯共聚物，其功能团为磺酸基，是弱酸性树脂。在钴镍分离中的应用：2

5阳离子交换树脂螯合树脂萃淋树脂特种无机离子交换树脂螯合树脂主要是利用配位基上含孤对电子的原子与金属离子间通过配位键形成稳定的螯合物，所以螯合树脂比传统类型的离子交换剂对目标金属离子的结合能力更强，选择性也更高。其化学稳定性和离子交换行为主要取决于树脂骨架结构、树脂粒度大小、交联度，而且与树脂周围的介质以及树脂上已经交换吸附的离子形式有关。作用机理：XFS4195树脂是大孔型苯乙烯／二乙烯基苯共聚物上含有弱碱性螯合双吡啶甲基胺基团。静态吸附实验表明：该树脂对镍离子的最大吸附量为2.0mol/kg，吸附Ni的最佳pH为2。固定床实验表明：在pH为1.95料液中，金属离子Ni质量分数为2×10-4，Al为1.2％，可以使用XFS4195树脂将镍离子与铝离子分离。12在钴镍回收分离中的应用：

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7阳离子交换树脂螯合树脂萃淋树脂特种无机离子交换树脂特种无机离子交换树脂的基础材料为接枝有改性亲水聚合物的球形硅胶，在此基础上再挂上有机官能团。由于这种特殊的无机母体材料上接枝有机官能团的结构，使其具有一系列与常规苯乙烯一聚乙烯苯有机树脂不同的性质：1)特殊的高选择性；2)良好的动力学性能，吸附速度很快；3)由于具有稳定的多孔结构，这类树脂的操作压降比普通用量减少；4)吸附与解析过程中无溶胀及收缩现象，有利于提高柱的装填率；5)具有较好的刚性结构，树脂使用寿命长；6)具有优良的耐高温及抗辐射性能。作用机理：中国生产的牌号为WP-1，WP-2，CuWRAM的树脂对Ni，Co，Zn，Cu有特殊的选择性，可用于分离除去溶液中的Fe，Al，Ca，Mg，Na，K等离子。12在钴镍回收分离中的应用：

8展望镍离子记忆交换树脂：将作为基体的离子交换树脂依次用水、盐酸和NaOH碱液各洗一次；将其浸入到一定浓度的镍离子溶液中，在回旋振荡器上振荡吸附一定时间后静置；交换达到饱和后，过滤并收集树脂；将饱和树脂再次浸入加有离子液体和醇溶剂的镍离子溶液中，置于微波反应仪辐射加热，冷却，重复操作几次；水洗后在超声波持续作用下与洗脱剂充分接触，进行抽出洗脱；得到功能化的镍离子记忆交换树脂。

9谢谢！