萃取法回收

萃取法回收（精选八篇）

萃取法回收 篇1

1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯是生产PS版感光胶、重氮萘醌类液晶光刻胶的重要原料。由于分子结构中带有磺酰氯基团, 生产时需要氯磺化, 氯磺酸遇水猛烈分解二氧化硫和氯化氢气体十分危险, 目前采用固体光气 (BTC) 代替氯磺酸新工艺解决了生产安全问题[1,2,3]。但无论采取哪种方法都会产生含产品1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠1.8%的大量废水。1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠是生产1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯的原料, 生产时1吨产品将产生7吨废水。含有-SO3H基团的生产废水, 生化处理比较困难, 废水里有机物含量比较高, 直接采用氧化法会消耗大量氧化剂极不经济[4,5,6,7]。所以, 寻找合适的治理方法处理废水解决环保达标问题, 使其能够正常生产是目前生产面临的又一个严峻问题。

2 1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯的生产及废水络合萃取处理

2.1 1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯的生产[8,9,10,11]

用1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠54.4kg、固体光气 (BTC) 为氯化剂23.8kg, N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 为催化剂14.6kg, 二氯甲烷为溶剂150kg, 在室温滴下催化剂二氯甲烷溶液, 滴完后升温30℃~40℃, 反应3h, 降至室温, 用水洗出去N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 后, 浓缩降温析出1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯43kg。母液集中处理。产生的废水346.7kg含有1.8%1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸去废水处理车间。反应式见13页:

2.2 废水络合萃取处理[4;5;6;12]

2.2.1 络合萃取

含有1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸水洗废水346.7kg调PH1-2, 用三辛胺69.34kg, , 煤油277.36kg配成20%三辛胺的煤油溶液346.7 kg, , 取173.35kg煤油溶液加入废水中, 在室温下搅拌0.5h后, 停止搅拌, 静置40分钟后有明显分层, 下层为水相, 上层为有机油相, 进行2次萃取, 水相合计338.1 kg, 有机油相合计352.94kg。经过2次处理水变成无色透明, COD1600。有色废水变成透明无色清水338.1kg左右去废水处理车间。

2.2.2 萃取液再生

有机相含有1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸三辛胺络合物, 用10%碳酸钠水溶液177kg与含有1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸三辛胺络合物352.94kg的有机相混合, 室温下搅拌30m后停止搅拌, 静置1h后分层, 上层油相为含有三辛胺的煤油, 经过分层后循环使用, 下层碱相含有1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠的液相, 把液相加入精盐35.9 kg搅拌下降温5~10℃后, 结晶析出1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠, 静置1h后过滤得1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠4.5kg, ;再生344.97kg含三辛胺油相, 含盐碳酸钠碱液214.2kg待循环使用。

反应式为见14页。

2.3 络合萃取后废水处理[13,14,15]

废水338.1kg用盐酸调p H值6-7, 缓慢加入次钠16.9kg, 氧化4小时经检测COD1000以下。废水作为一级处理单位排入到二级处理单位进行统一处理。

氯酸 (HCl O) , 次氯酸极不稳定, 常温下就可发生多种形式的分解。其分解产物能与废水中色素分子的共轭双健发生加成反应, 色素的发色体系遭到破坏而消失, 达到色素去除目的。

3 结果与讨论

3.1 控制水洗

水洗是出去反应液中的催化剂N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) , 水洗三至四次, 洗液p H值2-3。水洗温度不能高, 温度高会加速1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯分解, 副产物增加, N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 水溶性较好, 所以保持温度尽可能低些好, 控制在18~25℃, 水洗废水中含有1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸是由于1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯遇水分解而得到的。

3.2 络合萃取、反萃取温度

1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸与三辛胺结合形成1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸三辛胺络合物溶于煤油里, 这样水中1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸进入有机相里。有机相煤油里含有络合物用碱溶液萃取得到1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠。1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸与三辛胺在p H值1-2结合比较易于进行, 温度高影响回收产品质量, 所以控制在室温下进行。

3.3 废水p H值对萃取效率的影响

采用生产络合萃取、反萃取法, 在室温下操作对废水p H值的不同情况进行考察见表一表二。

从表中数据可明显看出, 酸性增加1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠得量增加, 原因酸性增加有利于络合物形成, 所以废水p H值调到1-2比较好。

3.5 萃取相比

有机相一般用量越少越好, 实际有机相用量为废水量的一半时, 至少需要2次才能把废水脱为透明清水。如果采用1:1比例即废水346.7kg, 有机相346.7kg一次处理后水相色黄, 不是无色透明的清水。所以, 采用废水与有机相重量比为1:0.5处理2次比较合适。

3.6 反萃取相比

346.7kg废水理论上需要13.2kg 10%碳酸钠水溶液, 但是碱量少再生出的有机相颜色不好, 说明没有再生完全。经试验从表中可见10%碳酸钠177kg较适宜。

3.7 碱的选择

1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠通常选用氢氧化钠、碳酸钠。由于氢氧化钠碱性较强, 可使1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸分解变黑得不到产品, 碳酸钠碱性较弱, 采用碳酸钠较合适。

3.8 反萃取温度

反萃取使用的碳酸钠水溶液与萃取液搅拌混合, 络合物分解形成1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠;三辛胺 (NR3) 。1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠溶于水里, 三辛胺 (NR3) 溶于煤油里。在室温下反应都好, 所以反萃取温度选择室温进行。

3.9 反萃取水相、油相的处理

水相提取1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠后, 母液废水167.66kg含有盐、碳酸钠、少量1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠, 用次钠 (有效氯11%) 8.38 kg反应时间4h, 一级排放单位进行统一处理。

油相含有三辛胺损失1%, 进行循环使用。

4 结论

生产采用固体光气氯化法代替氯磺酸法, 解决生产安全, 不产生二氧化硫气体、氯化氢气体, 解决了产生废气后难处理工艺。

在常温下, 废水346.7kg (1.8%1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸) , 萃取剂煤油溶液 (20%三辛胺) , 采用萃取废水与油相重量比1:0.5, 处理2次可把黑色废水变成无色废水, 萃取剂煤油溶液再生采用油相与碱相10%碳酸钠水溶液重量比为1:0.5, 萃取与反萃取回收生产中水洗废水里的1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠4.5 kg回收率66.3%, 少量母液经氧化处理达到COD1000以下。

摘要：本文阐述了1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酰氯的生产和废水处理, 并通过络合萃取法进行废水处理, 回收了原料1, 2-萘醌-2-重氮基-5-磺酸钠。

煤气化废水中酚回收萃取剂的选择 篇2

煤气化废水中酚回收萃取剂的选择

摘要：由于煤气化废水很复杂,废水的排放会带来严重的污染,废水的处理尤为重要,主要介绍废水中酚的`回收方法及选择最佳回收方法,溶剂萃取脱酚的优点,溶剂对脱酚效果的影响.甲基异丁基甲酮作为脱酚的萃取剂有其独特的优点,为了验证甲墓异丁基甲酮的萃取效果,本试验模拟工艺条件进行了甲基异丁基甲酮的脱酚的具体操作步骤,实验数据的分析及实验结论的综述.作 者：张淑波 石磊 作者单位：中煤龙化哈尔滨化工有限公司,黑龙江,依兰,154854期 刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：,“”(15)分类号：X7关键词：酚 萃取剂 效率 脱酚

稀土萃取废水中酸碱回收与循环利用 篇3

1稀土萃取分离工艺

南方中重稀土分离体系主要采用P507- 盐酸萃取分离体系、 环烷酸- 盐酸萃取提取钇体系[1]。在萃取分离前, 首先溶解盐酸将稀土精矿, 制成氯化稀土溶液, 然后分组萃取分离, 并采用皂化剂将有机成分皂化。常用的皂化方式分为氨皂、钠皂、钙皂, 其中氨皂工艺生产成本最低, 槽体便于控制, 但是产生高氨氮废水是处理难题;钠皂工艺避免了氨氮废水的产生, 但是运行费用高, 而且会产生高盐废水, 产品中含有的钠离子对生产质量有一定影响, 不符合清洁生产理念;钙皂化运行成本介于氨皂和钠皂之间, 既可以降低生产运行费用又可以避免氨氮的产生, 但是采用钙皂会产生石灰渣, 钙皂化还会导致分离后的料液钙离子偏高, 问题的解决需要消耗较多洗水, 影响生产高纯产品的质量。因此, 氨皂工艺较为理想, 但生产中会产生酸和氨氮, 水质p H在1.0左右, 呈强酸性。

2稀土萃取废水处理方法

2.1含酸性废水

稀土企业一般采用石灰中和的方法处理酸性废水, 这种工艺方法操作简单, 石灰来源广泛, 价格低廉, 处理成本较低, 但是处理过程需要消耗大量石灰并产生石灰渣, 增加废液碱度, 极易造成管道污垢等, 在二次处理中再次造成废水污染, 实质上增加了处理成本, 也不利于环境保护。

2.2含有机相废水

稀土萃取分离行业采取有机萃取剂萃取分离稀土, 废水中还有溶解性的有机相, 俗称含油废水, 根据油在溶液中的形态可分为悬浮油、分散油、乳化油、溶解油, 含油废水的处理通常采用化学氧化法、滤膜处理法、溶气气浮法, 和微波震荡气浮法。化学氧化法采用强氧化剂将废水中的有机相进行氧化分解, 处理费用很高, 滤膜处理法处理效果好, 但是膜易被污染失去活性, 更换维护成本高;溶气气浮法, 可以有效去除废水中含的大部分有机相, 但是达不到排放标准;效果最为理想的是采取微波溶气气浮法, 运行稳定, 抗负荷能力高, 处理成本低。

2.3含氨氮废水

氨氮废水是稀土萃取分离中最严重的污染源, 来源于萃取皂化工序使用的碱液 (氨水) , 通常处理稀土萃取废水的氨氮采用蒸氨法, 挥发的氨气采取硫酸溶液 (硫酸铵) 进行吸收;或者在废水中先加入硫酸, 生产硫酸铵溶液, 然后加热蒸发结晶, 产生的硫酸铵作为副产品外卖;或者采用直接加热高氨氮废水的方法, 蒸发水分后产生大量氯化铵晶体。但这三种方法能源消耗大, 产生的氯化铵或者硫酸铵的市场经济价值不高。

2.4含重金属废水

稀土废水中含有铅、铬、镉、砷等重金属离子, 通常先用石灰调节Ph值至偏碱性, 然后投加重金属络合剂进行反应, 反应后再添加PAC和PAM等絮凝剂进行沉淀分离, 重金属废渣采用板框压滤机进行压滤制成泥饼, 最后交给具有危废处理资质的单位进行深度处理。该工艺技术成熟已被广泛应用。

3稀土萃取废水中酸碱回收与循环利用工艺

稀土萃取废水中的酸来源于稀土矿溶解时使用的盐酸, 碱来源于有机相皂化时添加的氨水。稀土萃取废水中酸碱分类回收与循环利用工艺, 首先将稀土萃取酸性废水进行蒸气加热, 水中的氯化氢受热进行蒸发;然后采用纯水进行喷淋吸收, 吸收饱和的盐酸溶液返回到车间进行溶矿或者作为萃取洗酸使用。这样有效地节约了盐酸, 并通过蒸发盐酸后使废水酸度降低, p H升高, 有利于进一步降低污水处理费用。废水稀土萃取废水通过蒸发盐酸处理后, 再加入液碱调节p H≥11, 继续蒸气加热, 大约80℃时废水中的氨气会挥发出来, 此时采用氨气专用吸收膜进行隔离纯水吸收, 形成氨水溶液, 溶液浓度可以达到6- 8mol/L, 最后将吸收的氨水溶液返回到萃取车间供皂化使用。经过脱氨处理后, 废水中的氨氮满足 《稀土工业污染物排放标准》 GB26451- 2011排放限值要求, 符合清洁生产理念。以1年分离3000t离子矿稀土为例, 传统工艺每年需要消耗盐酸约2.4 × 104t, 需要消耗氨水约2.1×104t。通过稀土萃取废水中酸碱分类回收与循环利用工艺后, 每年盐酸消耗量可以减少30%以上, 氨水循环利用率可以达到99.99%以上, 具有显著的经济价值和社会效益。

4结语

稀土行业是高污染行业, 稀土萃取废水含有复杂的、高浓度的污染物, 本研究采用蒸发和膜吸收处理技术, 实现废水中酸碱的分类回收与循环利用, 此项技术工艺运行简单可靠, 具有广阔应用前景。

参考文献

[1]田颖, 王雨, 高峰, 丁一群.稀土冶炼废水处理及循环利用工艺[J].环境工程, 2014, 11:15-17.

用溶剂萃取法铜铁分离的研究 篇4

1 实验

1.1 实验原料

实验所用溶液为某矿山低品位铜矿浸出液, 主要成分实验所用溶液为某矿山低品位铜矿浸出液, 主要成分为:Cu2+ 2 g/L、Fe3+ 6 g/L、Mg2+ 0.2 g/L、Ca2+ 0.5 g/L;浸出液pH值为2.0;所用萃取剂M5640、Lix984分别为英国捷利康公司和德国汉高公司生产的工业级产品, 用260号溶剂油配制成萃取剂质量浓度为10%的有机相;水相pH值用浓硫酸、氢氧化钠溶液调节。

1.2 化学分析

萃余液中铜、铁浓度采用碘量法、原子吸收光谱法测定。

1.3 实验原理

M5640是由羟基醛肟与改质剂烷基酚混合得到, 烷基酚改质剂不仅提高了负载铜的能力, 同时改善了萃取动力学并提高了相速度。Lix984为2—羟基—5—十二烷基水杨醛肟和2—羟基—5壬基乙酰酮肟, 其中萃取官能团为羟基 (–OH) , 肟基 (=N–OH) , 萃取铜的反应如下:

HR (O) = H+ + R- (1)

Cu2++R+= CuR2 (O) (2)

Cu2++4HR=CuR22HR (O) +2H+ (3)

使用180g/L的硫酸溶液反萃负载铜的有机相, 反萃是 (2) 、 (3) 的逆过程, 经反萃后提高含铜浓度, 达到分离铁富集铜的目的。

1.4 实验方法

按照一定的相比将料液和含有萃取剂的有机相加入分液漏斗中, 在汽浴恒温振荡器中震荡一定时间后静置、分相后取萃余液分析其中铜、铁离子的浓度。当相比为1:1时, 初始时水相离子浓度与萃取后水相离子浓度差值即萃取后有机相中相应离子浓度;由于在萃过程中大部分铜进入有机相而大部分铁离子仍然留在水相, 因此以铜的萃取率和铜铁分离系数作为单因素影响实验指标。

2 实验结果与分析

2.1 萃取焓变计算

采用M5640、Lix984+CuSO4+260溶剂油作为萃取体系的萃取反应如式4所示。温度 (T) 、分配系数D (Cu2+) 、及焓变△H的关系式[6]为:

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分配系数D (Cu2+) 的计算公式如式5所示:

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将不同温度下的分配比D (Cu2+) , 根据式 (1) 的lg D (Cu2+) 对1/T做图, 结果如图1所示。根据图 1 中的直线斜率, 求得M5640的萃取反应焓变△H=40.11kJ/mol, Lix984的萃取反应焓变△H =6.33kJ/mol, 这表明M5640 (Lix984) 萃取铜时吸收热量, 且温度变化对M5640影响大, 对Lix984影响小;总体上高温有利于萃取反应进行, 本实验采用常温萃取。

2.2 萃取接触时间对萃取的影响

βundefined (铜铁选择性分离系数) 的计算公式如式 6所示, 该系数表示两种元素分离的程度。

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当相比为1∶1, 水相初始pH值2.0, 温度25℃, 萃取剂浓度为10% 时得到接触时间与铜萃取率、铜铁选择性分离系数βundefined变化关系如表2所示。

表1、2表明, 随着萃取时间的增加, M5640 、Lix984萃取铜达到平衡的时间为90sec、240 sec., 平衡时M5640的铜萃取率达到91%, Lix984的铜萃取率达到80%。从表1、2还可以看到βundefined值随着萃取接触时间的增加而增大, 由于在萃取铜的同时有少量的铁被共萃到有机相中, 铁与萃取剂形成的螯合物稳定性低于铜, 随着接触时间的增加, 在水相的铜离子会将已被萃取的铁置换出来。;另外M5640的βundefined值大于Lix984, 这表明M5640的选择性萃铜性能优于Lix984, 这是由于M5640中该质剂烷基酚提高了铜离子与羟基醛肟所形成的螯合物在260号溶剂油中的溶解性、并防止萃合物形成第三相。

2.3 水相平衡pH值对萃取的影响

当相比为1:1, 温度25℃, 萃取剂浓度为10% 时得到水相平衡pH值与水相铜离子、铜铁选择性分离系数βundefined如表3 、4所示。M5640、Lix984的平衡时间为90sec和240sec。

表3、4表明:随着水相平衡pH值增大, M5640与Lix984萃取铜达到平衡时铜的萃取率增加。由于螯合萃取剂本身显酸性, 可以在水中溶解并发生电离产生氢离子。如反应式 (1) 所示, 随着水相pH升高、促进萃取剂溶解使得水相中萃取剂浓度升高, 发生螯合的铜离子增多, 达到平衡时水相中铜离子浓度逐渐减小。βundefined值随着pH值升高而升高的原因是pH值变大后与Fe3+的配位水分子数量增加, Fe3+形成萃合物进入有机相变得困难, 水相pH值升高有利于萃取铜并降低对铁的共萃。但是水相pH值不应当过高, 因为当pH≥2.5时, Fe3+会形成Fe (OH) 3的絮状物, 这种絮状物积聚在两相间产生会发生乳化, 使得分相困难不利于萃取进行。因此萃取时水相的pH值应不大于2.5, 即Fe (OH) 3形成的起始pH值。

2.4 相比对萃取的影响

实验结果同样表明当相比 (V油/V水) 从1∶5到1∶1逐渐增加时, M5640与Lix984萃取铜达到平衡时铜的萃取率增加。这是由于随着相比的提高, 有机相由分散相变为连续相, 水相由连续相变为分散相。相比增大提高水相萃取剂浓度, 依据萃取动力学的基本理论, 由于萃取剂浓度的增加, 有机分子与金属离子的接触机会增大, 从而使更多的铜离子进入有机相。

2.5 萃取等温线

当萃取剂浓度10%, pH值2.3, 温度25 ℃时采用饱和法制作的萃取等温线, 以及相比1∶1的萃取操作线。

使用图解法 [7,8]可以得到Lix984 需要二级萃取才可达到萃余液中Cu2+浓度<0.2 g/L。而在相同条件下M5640仅需要一级萃取就可以达到Cu2+ 浓度<0.2 g/L。从图5 还可知含有5% 浓度的M5640和 Lix984有机相的饱和铜浓度分别为 5.5 g/L和4.3 g/L。

2.6 铜的反萃和富集

含铜浓度分别为5.5 g/L (M5640) 、 4.3 g/L (Lix984) 的有机相分别采用浓度为180g/L的硫酸溶液进行三级反萃, 每级接触时间3min;为了提高反萃富集后含铜浓度, 采用大相比, 第1、2级O/A=3∶1, 第三级为2∶1。经过三级反萃后, 99%以上的铜进入水相, M5640的第一级反萃液铜浓度达到11.6g/L, Lix984的第一级反萃液铜浓度达到10.5g/L。反复将其与负载有机相接触反萃富集铜。连续反萃试验表明:在接触6次后, 铜的浓度可达到45 g/L, 铁的浓度低于0.05g/L。

3 结论

1) M5640和Lix984新型铜萃取剂萃取铜分离铁的性质相似, 因为其萃取剂的主要成分都属于肟类萃取剂;M5640相比之下在萃取铜达到平衡速度快, 铜铁分离系数、负载铜的容量都大于Lix984。

2) 单因素试验结果表明: M5640、 Lix984的萃取平衡时间为90sec、240sec, 铜的萃取率分别达到了91%和80%;随着接触时间、相比、水相pH值增加, 铜的萃取率、铜铁分离系数上升;水相pH=2.5是萃取铜分离铁的最佳条件;M5640特别适合在pH低的条件下萃取铜。

3) 根据M5640和Lix984萃取等温线, 采用图解法可知Lix984 需要二级萃取可以达到萃余液中Cu2+浓度<0.2g/L, 而在相同条件下M5640仅需要一级萃取就可以达到Cu2+ 浓度<0.2 g/L。

4) 负载铜的有机相经浓度为180 g/L的硫酸溶液三级反萃, 99%以上的铜进入水相。再经过多次富集后, 铜的浓度达到 45 g/L, 铁的浓度低于0.05 g/L, 可以满足电解铜工艺要求。

摘要：以低品位铜矿的酸性浸出液作为研究对象, 研究了M5640和Lix984两种新型铜萃取剂萃取铜分离铁的性能;其中包括萃取焓变计算, 接触时间、pH值、相比等因素对萃取铜分离铁的影响, 并得到了两种萃取剂萃取铜的等温线。结果表明:两种萃取剂在萃取铜时都吸热, M5640萃取焓变值△H=40.11kJ/mol, Lix984萃取焓变值△H=6.33kJ/mol;M5640、Lix984萃取含铜浓度为2 g/L的浸出液时平衡时间分别是90sec和240 sec。单因素实验表明接触时间、pH值、相比的增大都有利于萃取铜和铜铁分离;M5640萃取含铜浓度为2 g/L的浸出液时需要一级萃取, 而Lix984需要二级萃取才能达到同样的效果, M5640选择性萃取铜的能力优于Lix984;当反萃级数为3级, 经多次富集, 可得到含铜浓度为45 g/L、铁浓度小于0.05g/L的富铜液, 符合生产电解铜工艺的要求。

关键词：溶剂萃取,低品位铜矿,铜,铁,分离

参考文献

[1]朱萍.N902萃取铜的选择性研究[J].稀有金属, 2006, 30 (4) :484-489.

[2]柳建设.从铜铁锌酸性液中选择性萃取铜[J].铜业工程, 2002, 27 (1) :18-20.

[3]彭钦华, 李邵民.铜萃取剂BK992在湿法冶金中的应用[J].有色金属, 2001, 53 (4) :41-43.

[4]罗爱平张启修.稀释剂对铜萃取剂动力学相分离性能的影响[J].矿冶工程, 1998, 18 (2) :57-60.

[5]Hussein Amentia, Claude Bain.Extraction of Cu2+, Fe3+, Ca2+, Ni2+, In3+, Co2+, Zn2+, and Pb2+withLix984 dissolved in n-heptanes[J].Hydrometallurgy, 1997, 47.

萃取光度法测定陶瓷中的微量铅 篇5

铅是重要的工业原料,在冶金、化工、材料科学等行业有着广泛的用途;由于铅能在机体中蓄积,且毒性很大,因此检验铅的含量是十分重要的。微量铅的测定方法国内外已有不少报道[1,2,3]。萃取光度法以其特有的仪器简单,操作简便灵敏度高优点,引起国内引起国内外许多学者的重视。在磷酸介质中,铅(II)-碘化钾-罗丹明B这一紫色缔合物,可被定量萃取到有机相中,通过实验研究发现,可成功地用于陶瓷中微量铅的测定,结果令人满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

752型紫外—可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司),722型分光光度计(四川仪器九厂)

铅标准溶液:称取经110℃烘烤2h的硝酸铅(AR)0.1598g置于干净烧杯中,加入浓度为2mol/L的硝酸10ml使之溶解,用无铅水定容至1L,得100μg/ml的铅标准溶液,使用时取一定体积稀释至10.0μg/ml的工作液;碘化钾(20%)-抗坏血酸溶液(2%);称取20克碘化钾(分析纯)和2克抗坏血酸(分析纯)溶于适量蒸馏水中,并稀释至100ml。

罗丹明B(分析纯)0.04%水溶液

硫脲5%水溶液

磷酸7mol/L水溶液

1.2 实验方法

准确移取20μg Pb2+置于50ml容量量瓶中,加入7mol/L的磷酸3ml,碘化钾(20%)-抗坏血酸(2%)3ml,0.04罗丹明B溶液6ml,加蒸馏水稀释至50ml,摇匀后,加苯10ml,萃取振荡1分钟,静置分层1小时后,移出有机相,用1cm比色皿,以试剂空白作参比,在560nm波长处,测定其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按以上实验方法配制萃取体系的反应液,测其在波长500-600nm范围内的吸收曲线,结果如图1表明:波长在560nm处,缔合物有最大吸收。因此,本实验选用560nm为测定波长。

2.2 酸度的影响

实验中分别研究了以HCL,H2SO4,HNO3、H3PO4等不同介质对显色体系的影响,实验结果表明,采用H3PO4介质较好。如图2所示,当7mol/L磷酸溶液用量为1-5ml时,吸光度为最大且一致,(纯水作对照液)本法选用3ml,相当于显色酸浓度为0.42mol/L。

2.3 碘化钾-抗坏血酸用量的影响

如图3所示,(纯水作对照液)碘化钾(20%)-抗坏血酸(2%)的用量在1-5ml范围内,缔合物吸光度较一致,故本法选用3ml。

2.4 罗丹明B用量的影响

测得结果如图4所示,(纯水作对照液)罗丹明B(0.04)用量可在5-7ml,故本法选用6ml。

2.5 萃取溶剂的选择

实验时,曾先后选用了苯、甲苯、三氯甲烷、甲基异丁基酮、乙酸丁酯等萃取溶剂,其中以苯效果最好,能一次定量萃取,且试剂的空白较小,故选用苯作为萃取溶剂。

2.6 萃取时间

振荡0.5分钟以上,缔合物可萃取完全,本实验选用1分钟的振荡时间。

2.7 缔合物的稳定性

缔合物萃取到有机相中,放置2小时后测定,吸光度变化甚微。

2.8 比耳定律适用范围

试验条件下,铅量在0.00-0.80μg/ml范围内符合比耳定律,所得回归方程为:

A=0.0063+0.01552C相关系数r=0.9976表观摩尔吸光系数为:8.05×104

2.9 共存离子的影响

按实验方法,本实验考察了二十几种常见离子的干扰情况。在20μg Pb2+/50ml中,允许100倍的SO42-、F-、CH3COO-、NO3-、Cl-、K+、Na+,10倍的Ca2+、Mg2+、Al3+,5倍的Fe3+、Zn2+、As(Ⅲ、Ⅴ)、Sn(II、Ⅳ)、Ni2+、Cr(Ⅲ、Ⅵ)、Mn2+,均不干扰测定,而Bi3+、Ag+、Cu2+、Hg2+、Cd2+离子含量较大时,干扰测定。经选择,加入5%的硫脲2ml,基本可消除干扰,并且不影响微量铅的测定。

3 试样分析

准确称取0.5克左右烘干的陶瓷试样置于铂皿中,加入1∶1硫酸2ml,氢氟酸8~10ml,于电炉上蒸发到浓三氧化硫白烟冒尽,再继续加热5分钟,冷却,用水洗涤并转移到250ml烧杯中,以水稀释体积为100ml左右,再加1∶1硫酸3~5ml,盖上表面皿,加热煮沸10分钟,加2克硫酸铵继续煮沸2分钟,冷却,静置2小时,以慢速定量滤纸过滤于250ml容量瓶中,用水洗涤2~3次,加水定容。移取20ml试样于50ml容量瓶中,依次加入5%的硫脲2ml、7mol/L的磷酸3ml,碘化钾(20%)-抗坏血酸(2%)3ml,0.04罗丹明B溶液6ml,加蒸馏水稀释至50ml,摇匀后,加苯10ml,振荡萃取1分钟,静置分层1小时后,移出有机相,用1cm比色皿,以试剂空白作参比,在560nm波长处,测定其吸光度。由测得的吸光度值,通过工作曲线,查取有机相中铅的浓度,从而计算出样品中铅的含量。结果见表1。

4 结论

4.1利用铅(II)-碘化钾-罗丹明B的显色体系及光度特性,可成功地用于陶瓷中微量铅的测定,结果令人满意。

4.2本法分析步骤简单,准确度与灵敏度均较高,可替代价格昂贵的原子吸收光谱仪。

参考文献

[1]周恒泽等.职业中毒检验[M]北京;人民卫生出版社,1976

[2]程刚,许生杰.超灵敏显色反应及其应用的研究[J].分析化学.1992.(4)403-406

反胶束法前萃取葵花蛋白的工艺研究 篇6

关键词：葵花蛋白,反胶束,响应面分析,萃取率

葵花籽是世界第二大油料作物, 含有20%~30%的蛋白质, 必需氨基酸的含量均较高, 是一种营养丰富的油料资源和蛋白质资源[1]。传统的提取蛋白质方法主要是盐溶碱提酸沉法。该法需要大量酸和碱, 使蛋白质容易发生变性, 并且排出大量含糖等营养物质以及酸碱废水, 从而造成后处理困难, 污染环境。

20世纪70年代开始, 瑞士的Luisi等人[2]首次提出了用反胶束方法萃取蛋白质。本研究以葵花粕为原料, 通过单因素试验和响应面分析, 探索反胶束法前萃取葵花蛋白的最佳工艺条件, 分析各因素对蛋白萃取率的影响。反胶束法具有良好的工业应用前景, 可提高葵花蛋白资源的利用率。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料和试剂

脱脂葵花粕, 试验室自制;AOT (二 (2-乙基己基) 酯璜酸钠) 、异辛烷、氯化钾、氢氧化钠、硼酸、硫酸铜、硫酸钾和盐酸均为分析纯, 购于国药集团化学试剂有限公司。

DF-Ⅱ集热式磁力加热搅拌器、TDL-5-A台式离心机和电热恒温鼓风干燥箱。

1.2 试验方法

1.2.1 脱脂葵花粕粉的制备

新鲜葵花籽粉筛掉细粉, 正己烷室温脱脂8h, 其间更换正己烷数次, 直至不变橙黄色为止。将脱脂葵花粕粉在室温条件下, 通风橱中风干24h, 粉粹成脱脂葵花粕粉 (过20目) , 然后置于冰箱4℃储藏备用。

1.2.2 蛋白质含量分析

粗蛋白的测定采用微量凯氏定氮法 (GB 5511-1985) , 其中凯氏定氮系数取6.25。

1.2.3 反胶束溶液的配制

称取一定量的AOT, 放入250mL烧杯中, 加入50mL异辛烷, 在磁力搅拌器上搅拌使其溶解, 待其完全溶解后, 向溶液中加入一定量的具有一定离子强度和pH值的KCl溶液, 根据加入的KCl的溶液量调节反胶束溶液的W0值, 随后5 000r/min离心20min, 得到的透明澄清的体系即为反胶束溶液 (底层少量水对体系影响不大) 。

1.2.4 反胶束中W0的确定

反胶束中的水分含量通常用非极性溶剂中的水的摩尔浓度和表面活性剂的摩尔浓度之比W0来表示 (W0=[H2O]/[表面活性剂]) , 根据加入的KCl溶液量确定反胶束溶液的W0值。

1.2.5 反胶束法前萃取葵花蛋白

将准确称量的一定量的 (精确到0.01g) 脱脂葵花粕粉加入到1.2.3所述反胶束溶液中, 用强力搅拌器400r min搅拌一定时间, 然后5 000r/min离心20min, 取上清液 (即为前萃液) , 测量体积, 取5mL前萃液定氮 (以萃取前的反胶束溶液作为空白样) 蛋白萃取率由下式计算:

1.3.6 反胶束法前萃取葵花蛋白响应面试验设计

采用Box-Behnken试验设计方案, 以pH值、AOT浓度和温度3个因素为自变量, 以葵花蛋白萃取率为响应值, 设计三因素三水平的响应面分析试验。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 KCl溶液pH值对葵花蛋白萃取率的影响

在KCl溶液的pH值分别为2.0﹑4.0﹑6.0﹑8.0﹑10.0和12.0, AOT浓度3g/50mL异辛烷、加入葵花粕粉0.50g、KCl溶液浓度0.1mol/L、萃取时间60min、温度35℃和W0为25的条件下进行1.2.5的操作, 试验结果如图1所示。

传统的反胶束萃取蛋白质机理认为:在本试验pH值范围内, 当pH值为10.0时, 蛋白萃取率达到最大值, 显然传统的蛋白质萃取模型不能够解释[3], 推测可能是由于蛋白质分子和表面活性剂分子之间的疏水相互作用, 从而实现蛋白质增溶, 但是葵花蛋白在碱性条件下得到了最高的萃取率, 这一萃取机理还需要做进一步的研究。

2.1.2 AOT浓度对葵花蛋白萃取率的影响

在AOT浓度分别为1﹑2﹑3﹑4和5g/50mL异辛烷, 加入葵花粕粉0.50g、KCl溶液浓度0.1mol/L、KCl溶液pH值10.0、温度35℃、萃取时间60min和W0为25的条件下进行1.2.5的操作, 试验结果如图2所示。

由图2可知:AOT浓度在2g/50mL异辛烷之前, 蛋白萃取率随AOT浓度增加有明显增加的趋势, 这是因为当AOT浓度增加时, 会形成一些含有大量水分子的更大的反胶束, 这些反胶束与小的反胶束比起来, 在增溶蛋白质时, 排除了由于蛋白质体积大而不能增溶的限制[4], 因此蛋白萃取率明显增加, 但是当增加到一定程度时, 蛋白萃取率有下降趋势, 然后急剧下降。这一现象可能是由于加入过量的AOT对蛋白质的增溶有一定妨碍作用而引起的。所以, AOT的浓度的中心点应选为2g/50mL异辛烷。

2.1.3 温度对葵花蛋白萃取率的影响

在温度分别为20﹑30﹑40﹑50和60℃, AOT浓度3g/50mL异辛烷、加入葵花粕粉0.50g、KCl溶液浓度0.1mol/L、KCl溶液pH值10.0、萃取时间60min和W0为25的条件下进行1.2.5的操作, 试验结果如图3所示。

由图3可知:随着温度的升高, 蛋白萃取率大幅增加, 当温度达30℃时, 蛋白萃取率达到最大值, 这是因为随着温度的升高, 增大了传质推动力, 促进了蛋白质的萃取[5]。继续升高温度, 蛋白萃取率反而下降, 这是因为温度过高时, 分子运动速率加快, 体系混乱度增加, 胶团变小, 增溶蛋白质量减少, 萃取率反而降低[6]。

2.1.4 加入葵花粕粉量对葵花蛋白萃取率的影响

在加入葵花粕粉0.50﹑0.75﹑1.00﹑1.25和1.50g, AOT浓度3g/50mL异辛烷、KCl溶液浓度0.1mol/L、KC溶液pH值10.0、萃取时间60min、温度35℃和W0为25的条件下进行1.2.5的操作, 试验结果如图4所示。

由图4可知:当葵花粕粉加入量从0.50g增加到0.75g时, 蛋白萃取率基本保持不变。再继续增加葵花粕粉加入量, 蛋白萃取率明显下降, 这可能是由于反胶束的数量和反胶束的大小的限制, 原料量过大, 过量的蛋白质无法增溶进入反胶束实现蛋白质的萃取, 所以导致蛋白萃取率下降。为此, 葵花粕粉的最适的加入量为0.75g。

2.2 反胶束法前萃取葵花蛋白工艺条件的优化

2.2.1 试验结果及方差分析

Box-Behnken试验设计方案及相应的响应值在表1中给出。由SAS对表1中的试验数据进行回归拟合, 获得回归方程为:

回归方程的方差分析见表2。

由表2可知:模型p=0.0001<0.01, 表明模型方程高度显著, 即不同萃取条件对葵花蛋白萃取率影响高度显著;整个模型的R2为0.9910, 变异系数为5.1644, 说明模型的拟合度很好, 可以准确地反应自变量之间的关系。由表2的回归方程的各项系数显著性检验可知, 一次项 (p<0.01) ﹑二次项 (p<0.01) 对葵花蛋白萃取率的影响均高度显著, 而交互相作用不显著 (p>0.05) 。

2.2.2 响应面分析

由响应曲面分析可知, X1 (pH值) 对响应值的影响最大, 其次为X3 (温度) , 而X2 (AOT浓度) 对响应值的影响较小。另外, 回归方程存在稳定点, 稳定点是极大值点, 通过岭嵴分析 (ridge analysis) 得到极大值。所对应的各主要因素 (X1, X2, X3) 的编码值分别为 (-0.350217, -0.015220, 0.677365) , 即最佳条件是:p H值9.3、AOT浓度1.98g/50mL异辛烷和温度37℃, 此时葵花蛋白萃取率可以达到82.61%, 与模型的预测值 (84.49%) 基本相符。

3 结论

利用反胶束的方法从脱脂葵花粕中萃取蛋白质是可行的, 与传统的葵花蛋白提取方法——盐溶碱提酸沉法相比, 具有能耗低, 不产生酸碱废水, 萃取环境温和, 易放大和实现连续操作等优点, 具有很好的工业开发应用前景。通过单因素和响应面试验确定了葵花蛋白前萃取最佳工艺条件:缓冲液pH值为9.3、AOT浓度为1.98g/50mL异辛烷、温度37℃和加入葵花粕粉量0.75g。在此最佳工艺条件下, 葵花蛋白萃取率可以达到82.61%, 与模型的预测值 (84.49%) 基本相符。

参考文献

[1]刘恩礼.葵花籽分离蛋白及葵花籽色拉油生产工艺的研究[J].中国油脂, 2001, 26 (4) :26-28.

[2]Luisi P.L., Bonner F.J., Pellegrini A., et al.Micellar solubiliza-tion of proteins in aprotic solvents and their spectroscopic charac-terization[J].Helvetica Chimica Acta, 1979, 62 (3) :740-753.

[3]Adachi M., Harada M..Solubilization mechanism of cytochrome c in sodium bis (2-ethy-lhexyl) sulfosuccinate water/oil microemul-sion[J].Journal of Physical Chemistry, 1993, 97:3631-3640.

[4]Nishiki T., Sato I., Kataoka T., et al.Partitioning behavior and enrichment of protein withreverse micellar extraction.Forward ex-traction of proteins from aqueous to reversemi-cellar phase[J].Biotechnology and Bioengineering, 1993, 42:596-600.

[5]Noritomi H., Kojima N., Kato S., et al.How can temperature af-fect reverse micellar ext-raction using sucrose fatty acid ester[J].Colloid and Polymer Science, 2006, 284:683-687.

萃取水样中痕量铅的节能新方法研究 篇7

1 萃取法

1.1 常见的萃取法

现实生活中, 分离富集方法中较为常见的是液相萃取技术。近年来, 分离富集法逐渐开发了固相萃取、超临界流体萃取等新萃取技术。

1.2 浊点萃取法

浊点萃取法是较高效的分离富集法, 非离子表面活性剂水溶液, 能溶于水, 温度低是该溶液无色透明;当溶液温度逐渐升高到浊点以上时, 该溶液经放置或离心分离, 溶液逐渐分成两相:上层是表面活性剂富集相;下层为水相。非离子表面活性剂水溶液中的疏水性物质与表面活性剂的疏水基团相结合, 待测的金属离子被萃取进入表面活性剂相, 而待测物中干扰物质留在水中, 经过两相分离, 就可将样品中需要的物质分离出来, 称为浊点萃取法, 简称CPE法[2]。

1.3 节能环保特点

富集分离法测痕量金属不会使用到那些具有挥发性的有机溶剂, 对于环境的影响也几乎为零。这种分离检测方法常常是以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础, 通过改变溶液中的离子浓度、溶液温度以及溶液的酸碱度等等, 做到疏水性物质与亲水性物质两相分离。这种非离子表面活性剂水溶液萃取法方法具有经济节能、安全、高效、简易等优点, 这种方法主要应用于环境保护、生命科学研究中。

2 铅的富集分离研究

铅及其化合物具有毒性, 是一种对人类健康以及自然环境具有破坏性的化学物质, 水环境会被铅污染, 铅随水而进入动物或人类的食物链。自然界水样中铅的含量较低, 通常是微克级或纳克级, 痕量铅及其化合物用火焰原子吸收法难以直接检测出结果, 因此测定前需要进行预分离富集[3]。

3 实验部分

3.1 实验仪器及药品

3.2 实验方法

取10ml铅标准工作液置于50 m L刻度离心管中, 依次加入1.4 m L的DDTC, 4.0 m LTriton X-100, 4.0 m L p H值为5.0的缓冲溶液, 用水定容至50 m L。震荡匀后于80℃恒温水浴中, 加热50min, 趁热在4000r/min下离心6 min使其分相, 用吸管吸弃上清液, 然后将表面活性剂相以0.2 mL的10%的THF稀释, 加水稀释至1mL刻度线, 用火焰原子吸收分光光度法测定其中铅的含量。

3.3结果及讨论

3.3.1p H影响

从表2可知, 随着p H值的增大萃取率 (萃取率以相同浓度, 未经处理的铅标准溶液为标准的) 增大, 在p H=5.0时, 萃取率达到最大。

3.3.2 DDTC浓度

在p H=5.0和浓度3.0 g/LTriton X-100介质中, 取含0.1g/m L铅的50 m L溶液, 考察DDTC对萃取率的影响。由表3可知, DDTC的浓度在2.4~3.2 mmol/L, 萃取率最大。

3.3.3 Triton X-100浓度

随着Triton X-100浓度的增加, 萃取率逐渐增大, 当浓度达到4.0 g/L时, 萃取率达到最大值。Triton X-100浓度的大小决定了表面活性剂相体积的大小, 要提高萃取效率和富集能力, 在保证萃取完全的前提下, 应尽可能减少相比。

4 结语

浊点萃取法萃取水中痕量铅的最佳条件为p H=5.0、DDTC的浓度2.8 mmol/L、Triton X-100浓度4.0 g/L时, 萃取效果最佳。

摘要：本文通过萃取法的理论分析, 就二乙基二硫代氨基甲酸 (DDTC) 为络合剂, 以非离子型表面活性剂, TritonX-100为萃取剂的浊点萃取分离富集水中痕量铅的影响因素进行了深入探讨。

关键词：浊点萃取,痕量铅,节能环保,实验

参考文献

[1]雷夏.浊点萃取—火焰原子吸收光谱法测定痕量金属离子.河北农业大学, 2010.06.

[2]杨柳.浊点萃取—火焰原子吸收光谱法测定痕量金属元素的研究.湘潭大学, 2007.06.

萃取法回收 篇8

1方法原理

直接分光光度法:酚类化合物于p H10.0 0.2介质中, 在铁氰化钾存在下, 与4-氨基安替比林反应, 生成橙红色的吲哚酚安替比林染料, 其水溶液在510nm波长处具有最大吸收。

萃取分光光度法:酚类化合物于p H10.0 0.2介质中, 在铁氰化钾存在下, 与4-氨基安替比林反应, 生成橙红色的安替比林染料可被三氯甲烷萃取, 并在460nm波长处具有最大吸收。

2仪器和试剂

2.1主要仪器

500ml分液漏斗, 50ml比色管, 721分光光度计, 具460 nm和510nm波长, 并配有光程为20 mm的比色皿。

2.2试剂及配置方法

2.2.1ρ (NaO H) =100 g/L的氢氧化钠溶液。称取氢氧化钠10 g溶于水, 稀释至100 ml。

2.2.2 p H=10.7缓冲溶液:称取20 g氯化铵 (NH4Cl) 溶于100 ml氨水 (6.8) 中, 密塞, 置冰箱中保存。

2.2.3 20g/L的4-氨基安替比林溶液:称取2 g 4-氨基安替比林溶于水中, 溶解后移入100 ml容量瓶中, 用水稀释至标线。

2.2.4ρ (K3[Fe (CN) 6]) =80 g/L的铁氰化钾溶液:称取8 g铁氰化钾溶于水, 溶解后移入100 ml容量瓶中, 用水稀释至标线。

2.2.5三氯甲烷 (CHCl3) 。

2.2.6环境保护标准样品研究所购买的标准样品。

3实验方法和步骤

3.1萃取分光光度法操作步骤

3.1.1绘制校正曲线, 于一组8个分液漏斗中, 分别加入100 ml蒸馏水, 依次加入0.00、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 ml酚标准使用液ρ (C6H5OH) =1.00 mg/L, 再分别加水蒸馏至250 ml。

3.1.2按作业指导书规定稀释标准样品 (稀释100倍) , 用10ml胖度移液管吸取标准样品并定容至1000ml。

3.1.3代入校正曲线, 计算标准样品浓度。

3.2直接分光光度法操作步骤

3.2.1绘制标准曲线, 于一组8支50 ml比色管中, 分别加入0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00ml酚标准中间液ρ (C6H5OH) =10.00 mg/L, 加蒸馏水至标线。

3.2.2稀释标准样品 (稀释25倍) , 用10ml胖度移液管吸取标准样品并定容至250ml。

3.2.3代入校正曲线, 计算标准样品浓度。

4试验结果

按照环保标准HJ503-2009进行操作, 依据两种方法绘制两条不同浓度的标准曲线, 计算相关系数。

萃取光度法的标准曲线和相关系数, 见表1。

直接光度法的标准曲线和相关系数, 见表2。

按照两种方法的两条校正曲线分别计算考核样品中挥发酚浓度, 结果见表3。

考核样品中位值60.3μg/L:最大值63.8, 最小值57.2。考核结果评价方法, 实验室间Z值大小。具体如下:|Z|≤2满意结果;2<|Z|<3有问题;|Z|≥3不满意或离群的结果[2,3]。随即挑选了所有230家参加能力验证的实验室中10家作为代表, 其中绝大多数使用的都是萃取分光光度法, 但监测结果表明, 直接光度法同样取得了满意结果。

5结论

萃取分光光度法, 对人员体力消耗过大, 不但需要振荡样品, 而且需要加入三氯甲烷消耗时间;直接分光光度法, 步骤简单, 避免接触有毒试剂, 环保安全, 同时节省时间和工作量, 在能力验证考核中完全能够取得满意效果。

参考文献

[1]崔勇, 顾用红, 陈晓燕.水中挥发酚检测能力验证考核回顾[J].治淮, 2013, 01:84-85.

[2]黄霖.能力验证考核中质量控制措施分析[J].科技视界, 2012, 33:109-110.