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我国是电镀大国,由此产生的电镀污染物(废水、污泥)未经处理排放到环境中会对生态和人体造成巨大危害,并且其中富含的有价金属是重要的战略资源。从长远看,电镀污染物中有价金属的资源化回收具有经济和环境双重意义。湿法冶金技术近几年来遍及多个金属回收领域,尤其适用于提取废水中的有价金属。在多种对含金属废水的处理方法中,溶剂萃取法操作简便,在提取分离废水中的金属方面具有很大优势。然而,现有溶剂萃取工艺仍存在一定缺陷,例如,传统萃取剂萃取效率低,同时需要高浓度的无机酸剥离萃取剂中的金属离子,导致萃取剂使用寿命短。另外,稀释剂作为溶剂萃取过程有机相中的重要成分,常使用高毒性且不可再生的煤油、磺化煤油、二甲苯等石油基有机溶剂。基于此,本文以电镀过程中产生的含重金属污染物(废水、污泥)为研究对象,重点围绕传统萃取剂萃取效率低、使用周期短、毒性大等系列问题,提出以D2EHPA(二-(2-已基己基)磷酸酯)–decanol(癸醇)作萃取载体,使用无毒可再生的葵花籽油作稀释剂组成绿色协同萃取系统,以期实现电镀污染物中有价金属的梯级分离回收,论文得到以下创新性研究结论:1、相同D2EHPA浓度下,D2EHPA-decanol混合载体在萃取电镀废水时表现出协同效果。对0.75 mol/L的D2EHPA进行皂化处理(St=50%),皂化结束后添加体积比为35%(v/v)的decanol,在废水初始pH条件下进行萃取实验,以磺化煤油做稀释剂的D2EHPA-decanol协同萃取系统对Ni(Ⅱ)的单级萃取效率达到97.8%,经过三次萃取后,废水中剩余Ni(Ⅱ)浓度为0.5 mg/L。以葵花籽油作稀释剂的D2EHPA-decanol协同萃取系统对Ni(Ⅱ)的单级萃取效率达到97.1%,经三次萃取后,废水中剩余Ni(Ⅱ)浓度为0.9 mg/L。在反萃取阶段,与D2EHPA相比,从D2EHPA-decanol混合载体中剥离Ni(Ⅱ)时所需的HNO3浓度得到降低。以磺化煤油做稀释剂的协同萃取系统使用1 mol/L的HNO3可以实现Ni(Ⅱ)的100%剥离,以葵花籽油做稀释剂的协同萃取系统使用2.5 mol/L的HNO3可以实现Ni(Ⅱ)的100%剥离。XRD物相分析表明,反萃取液经蒸发结晶后的产物与Ni(NO)3匹配度较高。FTIR、UV-Vis、XPS联合表征分析D2EHPA-decanol混合载体产生协同作用的机理过程为:癸醇提供的极性基团(-OH)破坏了连接D2EHPA二聚体结构的氢键,导致对P-O的影响变弱,同时在范德华力的影响下促使P-O的键长变短,使O原子周围形成富电子中心。最后,P-O键与镍离子在静电力作用下相互作用形成P-O-Ni键。2、以稀硫酸为浸出剂,利用Box-Behnken响应面法设计电镀污泥浸出实验。方差分析结果表明,污泥粒径、时间、酸浓度和液固比对镍浸出率的影响的顺序为液固比>时间>酸浓度>筛目。在最佳工艺参数条件下:筛目60目,浸出时间66 min,酸浓度2.6 mol/L,液固比8.4 mL/g,镍的浸出率为93.89%。在浸出的同时施加80 W的超声外场强化55 min,并加入液固比为0.625 mL/g的双氧水后,Fe、Ni、Cu、Al的浸出率分别达到95.71%、98.56%、97.31%、97.24%。通过缩核模型拟合计算发现扩散控制是硫酸浸出电镀污泥中镍的主要控制步骤且活化能Ea为5.131 k J/mol。利用XRD,SEM-EDS分析浸出渣的主要赋存物相为SiO2,表明浸出完全。采用D2EHPA-decanol绿色协同萃取系统萃取分离污泥浸出液中的Fe、Cu、Al、Ni,在pH=1.16的条件下,0.45 mol/L的D2EHPA+25%(v/v)decanol对Fe(Ⅲ)的萃取率达到99.5%,使用0.8 mol/L的H2C2O4溶液可以反萃98.9%的Fe(Ⅲ)。接着,使用0.60 mol/L的D2EHPA+30%(v/v)decanol,将萃余液pH调至3.1,Cu(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的萃取率分别达到98.5%和98.9%,在反萃取阶段使用2.0mol/L的HNO3可以反萃取97.5%的Cu(Ⅱ)和98.8%的Al(Ⅲ)。最后,将萃余液pH调至3.82,使用1.0 mol/L的D2EHPA+40%(v/v)decanol对Ni(Ⅱ)萃取率达到99.3%,后用2.5 mol/L的HNO3可以反萃取99.1%的Ni(Ⅱ)。综上,以葵花籽油作稀释剂的D2EHPA-decanol绿色协同萃取系统为从工业污染物中绿色高效的提取分离有价金属提供了技术指导和理论支持,对加强有价金属的资源化回收利用具有重要意义。