[发明专利]分级串联式纯化含离子溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离溶液中不同离子的方法，特别涉及一种利用电位差分离回收水溶液中不同金属离子的纯化含离子溶液的方法。

背景技术

众所周知，废镀液、废弃电子装置等均含有丰富的稀有金属，如能在符合环保的前提下充分回收利用，估计每年至少将有30亿的产值，能为产业发展创造极大的经济效益。

目前的回收技术大致可分为二种，其一是硫酸-复盐沉淀工艺，主要是利用欲回收元素在硫酸中的溶解度不同，加入预定的沉淀剂达到沉淀分离后回收的目的；另一是氧化焙烧-盐酸溶解工艺（又称溶液萃取法），主要是先进行氧化焙烧得到欲回收元素的氧化物，继而在严格控制酸分解条件下进行盐酸优溶，得到单一种欲回收元素氯化物的溶液后，再沉淀、灼烧，而分离得到欲回收元素。

上述的回收技术虽然能回收分离得到欲定稀有金属或元素化合物，但在整个回收过程中存在着化工原料消耗大、成本高、固液废弃物多而对环境产生二次污染的问题，另外，这两种工艺的回收率低，还没有达到最佳水平，有相当比例的元素没有被回收利用，殊为可惜。

另外，还有改变溶液中的元素价态，进而分离回收的特定离子的方法，例如电化学氧化、还原法等，但这些方法主要受限于电解所用的电解槽形态而无法用于连续工业生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过程中使用的酸或碱溶液均可回收重复使用、不产生环境废弃物二次污染的分级串联式纯化含离子溶液的方法。

于是，本发明一种分级串联式纯化含离子溶液的方法，分离溶液中的第一离子和第二离子，包含一个装置准备步骤、一个纯化准备步骤、及一个纯化反应步骤。

所述的装置准备步骤是将一个储容槽、以及多个彼此串联的分离槽相连接而建构一个串联式纯化设备，其中，该储容槽具有一个连通所述分离槽中一个最邻近的分离槽的连通单元，每一个分离槽具有一个第一电极、至少一个电位不同于该第一电极且与该第一电极相对远离的第二电极、一个邻近该第一电极并与另一个相邻的分离槽连通的第一流道单元，及至少一个邻近该第二电极且连通该储容槽的第二流道单元。

所述的纯化准备步骤将溶液储容于该储容槽中，并在该分离槽中分别放置预定浓度的酸溶液。

所述的纯化反应步骤使该储容槽的溶液自该连通单元流滴至该最邻近的分离槽，且同步施加电能于所述分离槽的第一电极和第二电极而使该第一电极和第二电极具有电位差，让所述分离槽中的第一离子和第二离子分别往第一电极和第二电极处聚集并分别经该第一流道单元往下一个分离槽流动，以及经该第二流道单元回流至该储容槽。

本发明分级串联式纯化含离子溶液的方法的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，该纯化反应步骤施加成连续时脉变化的电压于该第一电极和第二电极，而施加振荡分离力于该第一离子和第二离子助其移动。

较佳地，该纯化反应步骤选择性地加热所述储容槽和所述分离槽中任一的溶液。

较佳地，该纯化反应步骤选择性地扰动所述储容槽和所述分离槽中任一的溶液使其具有预定的流场。

较佳地，该纯化反应步骤以机械扰动、外加磁场、气泡、超音波振荡中至少一种方式扰动所述储容槽和所述分离槽中任一的溶液。

较佳地，该装置准备步骤中，该储容槽的连通单元包括一支连通管、及一个控制流通过该连通管中流体流量的可调阀门。

较佳地，该装置准备步骤中，该分离槽的第一流道单元包括一支第一流管、及一个控制流通过该第一流管中流体流量的第一阀门，该第二流道单元包括一支第二流管、及一个控制流通过该第二流管中流体流量的第二阀门。

较佳地，该纯化准备步骤中放置于所述分离槽中的酸溶液选自盐酸、硝酸、及硫酸中任一种。

本发明的功效在于：提供物理模式的分离纯化方法，通过串联储容槽与具有第一电极和第二电极的分离槽，结合电化学、离子延迟移动及流体动态平衡，而在除原始料液而不外加化学药品二次污染环境的前提下，分离纯化溶液而得到富含欲回收离子的溶液。

附图说明

图1是流程图，说明本发明分级串联式纯化含离子溶液的方法的一个较佳实施例；

图2是示意图，说明本发明分级串联式纯化含离子溶液的方法的较佳实施例的一个串联式纯化设备，及第一离子和第二离子聚集进而分离的状况；

图3是示意图，说明另一种形式的串联式纯化设备。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。