[发明专利]一种利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的方法

说明书

本发明提出一种利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的方法，包括以下步骤：将含有高铼酸根的待吸附溶液通入第一段电容，在1.8～3.0V的槽电压下被阳极区内的活性炭吸附，再通入第二段电容中，在1.8～3.0V的槽电压下被阳极区内的活性炭吸附。本发明还提出利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的装置。本发明提出的两段电容去离子法分离高铼酸根的方法选择性好，对ReO₄^‑的选择吸附率达到93％以上，而对SO₄^2‑、Cl^‑和NO₃^‑等其他离子的吸附均小于1％。本发明采用的吸附材料价格低廉，活性炭为常规碳材料，价格低廉制作简单，方便购买，相对于其他碳材料降低了本发明技术方案的实施成本。

技术领域

本发明属于稀散元素回收利用领域，具体涉及一种从污水中分离高铼酸根的方法。

背景技术

铼(Re)是稀散元素(RSE)群中发现最晚的一个重要元素，属于一种贵重稀散金属元素，在地壳中含量极少，但是，铼硬度大、耐腐蚀、耐磨且具有良好的延展性，在国防和航空航天、超高温发射、特种灯的热离子材料等方面具有广泛应用。由于铼在地壳中含量极少，因此铼及其化合物的价格很昂贵，使之回收再利用就更加有实际价值。在弱酸或弱碱溶液中，铼均以七价阴离子ReO₄^-存在，如高铼酸铵、高铼酸钾，一般在湿法冶金中均以阴离子形式提取。从水溶液中提取铼的方法主要有置换沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法和液膜法。沉淀法主要是硫化沉淀，属于传统工艺，但是硫化盐活性强不能选择性提取铼，重金属尤其是铜、砷、锑、铋等与铼同时析出，90％以上的铼进入砷滤饼中，少部分随废水排放而损失，砷滤饼渣量大，该方法铼回收工序复杂、铼回收率低；溶剂萃取被广泛应用于制备铼酸铵产品，但存在步骤繁琐、药剂多、操作环境差、铼回收率低等问题；离子交换操作简单，但是存在饱和吸附容量小，回收率较低，且使用寿命短，需频繁更换，增加了生产成本等问题一直未能实现大规模应用；液膜法尚处于起步阶段，具体的工业生产实践还没成熟。

此外，以上三种方法对铼的选择性较差，容易受到高浓度其它共存离子的影响，提取率较低。

电容去离子(Capacitive Deionization,CDI)，是一种基于双电层电容理论的水质淡化净化技术。其基本原理是在电极上施加低电压后，溶液中阳离子、阴离子或带电粒子在电场力和浓度梯度作用下分别向两极迁移，吸附于电极表面形成双电层，从而达到脱盐或净化的目的。电容去离子技术具有良好的选择性，这一性能较强依赖于双电层的形成和离子特性。当电解液含多种离子时，离子半径，离子化合价，水和半径和原子量都会对选择性造成影响。离子大小会影响电极表面双电层的分布，进而影响选择性。一价离子有着较小的水合半径,相对于水合半径较大的高价离子会优先被去除。对于相同价态的离子，不同的原子量会得到不同的选择性能。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的方法。

本发明的第二个目的是提出一种利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的装置。

实现本发明目的的技术方案为：

一种利用两段电容去离子法选择性分离高铼酸根的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含有高铼酸根的待吸附溶液通入第一段电容，在1.8～3.0V的槽电压下被阳极区内的活性炭吸附，再通入第二段电容中，在1.8～3.0V的槽电压下被阳极区内的活性炭吸附。

其中，在所述含有高铼酸根的待吸附溶液中，ReO₄^-的浓度为0～200mg L^-1。