[发明专利]一种离子液体双水相萃取铜离子的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，属于萃取技术领域。本发明选用了咪唑类、吡啶类两类共10种离子液体，与Na₃PO₄或NaH₂PO₄中的一种混合均匀，形成双水相体系，该双水相体系能够高效萃取含铜溶液中的铜，其中氯化1‑辛基‑3‑甲基咪唑和Na₃PO₄形成的双水相体系对对浓度为8mg/L的含铜溶液中铜离子的萃取率达到97.31％。本发明的方法工艺简单，无需另外添加螯合剂，避免了传统萃取方法中需要大量使用有机溶剂的弊端；此外，本发明中提供的双水相萃取体系抗干扰能力强，在其他金属离子共存的情况下，对铜离子的萃取效率并不没有降低，反而有所提升。

技术领域

本发明涉及一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，属于萃取技术领域。

背景技术

铜在作为人体必需微量元素、工业重要原料的同时，也是美国环保局所列的优先污染物之一。萃取是现代湿法冶铜的关键步骤，此外，在元素检测前处理、污染物去除等方面都需要应用到铜的萃取技术。

在传统的铜萃取技术中，需要使用萃取剂和稀释剂，有的技术还需要使用助溶剂。目前常用的萃取剂主要有羟肟、7-取代-8-羟基喹啉、三元胺和季铵盐、B-二酮等有毒、难降解的有机物。稀释剂一般为挥发性有机溶剂，对环境和操作人员的健康造成了严重危害。助溶剂一般为难降解的络合物。因此，传统的铜萃取技术会对环境造成严重的影响。

离子液体(ionic liquids)由于其挥发性极低，因此被誉为“绿色溶剂”，作为传统有机溶剂的代替品在萃取金属离子方面受到了广泛关注，但是使用离子液体萃取铜仍需要使用萃取剂。离子液体双水相是离子液体和另一种溶质同时溶于水时，形成互不相溶的两相水溶液，用于萃取具有黏度低、分相快、不易乳化、离子液体用量少等优点。但离子液体双水相体系种类繁多，对不同物质的萃取率不同，目前没有离子液体双水相用于萃取铜的技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种离子液体双水相萃取废水中Cu²⁺的方法，所述方法选用咪唑类或吡啶类离子液体，与Na₃PO₄或NaH₂PO₄混合形成双水相体系，对溶液中的Cu²⁺进行萃取，该方法工艺简单、无需另外添加螯合剂、避免了传统萃取方法中需要有毒、难降解的萃取剂以及大量有机溶剂的弊端。同时，在其他离子共存的情况下，依然具有较高的萃取效率，抗干扰能力强。

本发明的第一个目的是提供一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，所述方法步骤如下：

向含铜溶液中加入一种咪唑类或吡啶类离子液体和一种无机盐，混合均匀，静置或离心分层，即形成双水相体系，上层为含有大量铜离子的富离子液体相(P_upper)，下层为富盐的水相(P_bottom)。

在本发明的一种实施方式中，所述含铜溶液的浓度为8mg/L～3000mg/L。

在本发明的一种实施方式中，所述咪唑类离子液体为氯化N-丁基咪唑、氯化N-己基咪唑、氯化N-辛基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-2，3-二甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-2，3-二甲基咪唑中的一种。

在本发明的一种实施方式中，所述咪唑类离子液体为氯化1-辛基-3-甲基咪唑。

在本发明的一种实施方式中，所述吡啶类离子液体为氯化N-丁基吡啶、氯化N-己基吡啶。

在本发明的一种实施方式中，所述的盐为Na₃PO₄、NaH₂PO₄、NaCl、K₃PO₄中的一种。