[发明专利]一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法

说明书

本发明属于化工分离领域，涉及一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法。本发明所公开的用于提取硒/碲的动态膜分离膜由基膜和次生膜构成，所述次生膜原位生长在基膜表面，其中基膜材料为多孔耐酸纤维膜，纤维直径为5～15μm，次生膜为具有硒/碲吸附性能的复合氧化物，复合氧化物尺寸200～500 nm。本发明还公开所述动态膜分离膜的制备方法，包括基膜材料表面改性、前驱体生长和水热反应和相转变过程。本发明所公开的动态膜分离膜，基膜化学性质稳定、次生膜纳米粒分散性好、形态较规整、对硒/碲有着较强的吸附作用，可重复使用；其制备方法具有工艺简单、反应条件温和环境友好等优点。硒/碲分离工艺简单，无二次污染，适宜工业应用。

技术领域

本发明属于化工分离领域，涉及动态膜分离膜，尤其涉及一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法。

背景技术

硒和碲属于稀散元素，在地壳中的丰度分别为9×10^-6和2×10^-7，被誉为“现代工业和国防与尖端技术的维生素”，广泛应用于电子、冶金、化工和玻璃等工业领域，特别是在新能源新材料(光伏产业)、国防与尖端技术领域中的不可替代性，是具有重大前景的战略资源。自然界中硒/碲元素主要以微量的形式分散于各种硫化矿物中，如黄铜矿、铅锌矿、黄铁矿、锡矿以及某些金矿中。硒/碲的提取大多以电解铜或铅产生的硒/碲富料为原料，再通过酸化焙烧、碱浸、氧化-酸浸或选冶联合处理提取。从电解泥里提取硒/碲具有分离效果好、纯度高、回收率高等优点，一般硒/碲回收率可达70%以上，但存在分离工艺复杂、能耗高、污染严重和选择性差等缺点。另外，从电解泥中提取硒/碲，需要消耗大量的矿产资源，随着人类不断开发利用，含稀有金属的矿物越来越少，其品位逐渐贫化，过度开发将使我们面临资源短缺和环境污染的严峻形势。因此，寻找新的富硒/碲资源及开发短流程、低污染和低能耗的硒/碲分离新技术及有关理论的研究势在必行，这对于稀有金属矿产的保护和资源化的利用具有重要的意义。

膜分离提取硒/碲元素所面临的首要问题，是解决膜污染导致的分离效率低和重复使用性差的问题。选择合适的膜过程和膜组件，可有效分离与回收溶液中的硒/碲元素，且对低品位矿产也能保持较高分离效率。在实际硒/碲元素分离过程中，膜污染严重和膜组件价格昂贵等问题限制了膜技术的广泛应用。因此，在研究硒/碲元素分离效率的同时，还应考虑膜污染和膜再生性能的问题。

作为一种特殊形式的膜技术，动态膜是利用多孔介质过滤含有有机或无机物质的溶液，在介质表面沉积或组装一层次生膜层，即动态膜层。动态膜可减轻基膜的膜污染，降低了膜组件的价格，并具有良好的渗透性和截留效果。一旦提取硒/碲元素膜表面被污染，次生膜容易移除，并可以再次成膜。与固定膜相比，动态油水分离膜具有成本低、通量大、截留能力强、制备简单和清洗方便等优点。因此，构筑动态分离膜，可解决硒/碲元素分离过程所遇到膜污染问题、降低膜组价格和增加膜使用寿命。

因此，本发明针对动态膜的结构特点，设计了用于提取硒/碲的动态膜分离膜。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的一个目的是，公开了一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜。

一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜，由基膜和次生膜构成，所述次生膜原位生长在基膜表面，其中基膜材料为多孔耐酸纤维膜，纤维直径为5～15μm，次生膜为具有硒/碲吸附性能的复合氧化物，复合氧化物尺寸200～500 nm。

本发明所公开的用于提取硒/碲的动态膜分离膜，所述多孔耐酸纤维膜为陶瓷纤维膜、SiO₂纤维膜中的一种或者两种组合。

本发明所公开的用于提取硒/碲的动态膜分离膜，结构为核壳结构，由基膜和次生膜构成，次生膜原位生长在基膜表面。基膜由耐腐蚀的多孔纤维膜构成，保证硒/碲分离膜的稳定性和提高了硒/碲膜使用寿命；次生膜由对硒/碲具吸附性能的复合氧化物构成，保证动态分离膜对硒/碲吸附富集作用。