CN103480351A - 受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 - Google Patents
受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103480351A CN103480351A CN201210194313.6A CN201210194313A CN103480351A CN 103480351 A CN103480351 A CN 103480351A CN 201210194313 A CN201210194313 A CN 201210194313A CN 103480351 A CN103480351 A CN 103480351A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- called
- short
- activated carbon
- metal
- cleaning agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
一种受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，包含：一流洗步骤，将受污染的活性碳置于一容室内，一去除剂通入该容室对活性碳进行流洗，该容室内的压力为74bar以上，温度为32℃以上，该去除剂包含超临界二氧化碳流体、一辅助溶剂及一金属复合剂；及一置换分离步骤，将一置换流体通入该容室，以替换该容室中的去除剂，再将该置换流体与活性碳分离，而达到活性碳再生的效益。
Description
技术领域
本发明关于一种活性碳再生方法，特别关于一种可同时处理活性碳中的直链烷基苯磺酸盐及钴金属的方法，降低活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的含量，使活性碳能够进行再利用。
背景技术
随着国内工业的进步，科技不断的发达，人类对于电力的需求与日俱增。虽然现在世界上能源的消耗以石油、煤炭、天然气这些石化燃料为主，但由于石化燃料排出大量废物废气，污染环境，排出大量二氧化碳，造成地球温室效应，因此各国开始发展核电，以因应电力需求。由于核电厂内产生的气体或废水可能含有放射性核种，例如钴等，气体或废水排出核电厂前一般会先使用活性碳过滤，才可将剩余的干净气体或废水排出，而处理过程中用过的活性碳由于含有放射性核种，因此活性碳必须再进行焚化、高温裂解之后，再进行固化，因此最终的放射性废弃物产生量大。如果可以将活性碳再生使用，则不但可降低放射性废弃物的产量，也可降低核电厂的营运操作成本。
对于活性碳这种可回收再利用的资源，焚化及固化其实是不佳及浪费的处理方法，最好的方式就是将活性碳有效地回收及再生使用，以达到回收再利用的目的。然而，除了放射性核种之外，核电厂清洗油污或是清洗辐防衣所使用的清洁剂，亦会吸附于活性碳中，这些清洁剂的主要成分，通常为直链烷基苯磺酸盐(LAS)，对于为了达到活性碳再生的目的，需要开发一种可同时去除放射性核种与清洁剂的活性碳再生方法。
现有活性碳的再生方法主要是使用浓盐酸加以清洗其中的金属，再以大量的水清除洗后残留的盐酸，但所产生的酸性废液量大而且具有放射性，因此以盐酸再生导致的放射性问题更大，所以核电厂的活性碳一般不会再生使用，经年累月运转后所堆积的废弃活性碳量大，造成电厂营运上的困扰。
虽然现有技术已提供活性碳的再生技术及金属处理方法，但仍未达到制程简单、低成本、少废液及低耗能的目标。据此，有必要提供一种能够同时处理活性碳中的清洁剂及金属放射性核种，且能够减少能源及水资源消耗的活性碳再生方法。
参考资料：
1.郭雅欣，不能逃避的难题─核废料处置，科学人杂志2008年6月号第76期。
2.翁宝山，台湾放射性废弃物史话。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其能够有效去除活性碳中清洁剂及金属核种。
本发明的次一目的是提供一种受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其能够减少有机溶剂及水资源的消耗量。
本发明的又一目的是提供一种受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其能够以去除剂同时去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属。
为达到前述发明目的，本发明所述受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法包含：一流洗步骤，是将活性碳置于一容室内，一去除剂通入该容室对活性碳进行流洗，其中，该容室内的压力为74bar以上，该容室内的温度为32℃以上，该去除剂包含超临界二氧化碳流体、一辅助溶剂及一金属复合剂；及一置换分离步骤，是将一置换流体通入该容室，以替换该容室中的去除剂，再将该置换流体与活性碳分离。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法中，该金属复合剂可以选择为Bis-trifluoroethyldithiocarbamate（双-三氟化二硫代胺基甲酸盐，简称FDDC）、Diethyldithiocarbamate（二乙基二硫代氨基甲酸，简称DDC）、Dipropyl-dithiocarbamate（二丙基二硫代氨基甲酸盐，简称P3DC）、Dibutyldithiocarbamate（二丁基二硫代氨基甲酸盐，简称BDC）、Dipentyldithiocarbamate（二戊基二硫代氨基甲酸盐，简称P5DC）、Dihexyldithiocarbamate（二己基二硫代氨基甲酸盐，简称P6DC）、Pyrrolidine-dithiocarbamate（吡咯烷二硫氨基甲酸盐，简称PDC）、Acetylacetone（2,4-戊二酮，简称AA）、Trifluoroacetylacetone（1,1,1-三氟-2,4-戊二酮，简称TFA）、Hexafluoroacetyl-acetone（六氟乙酰丙酮，简称HFA）、Thenoyltrifluoroacetone（2-噻吩甲酰三氟丙酮，简称TTA）、Heptafluorobutanoyl-pivaroylmethane（2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8,-七氟-3,5-辛二酮，简称FOD）、Tributylphosphate（磷酸三丁酯，简称TBP）、Tributylphosphine oxide（氧化三丁基膦，简称TBPO）、Trioctylphosphineoxide（氧化三辛基膦，简称TOPO）、Triphenyl-phosphine oxide（氧化三苯基膦，简称TPPO）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)phosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸，简称Cyanex 272）、Bis(2,4,4,-trimethyl-pentyl)dithiophosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基）二硫代膦酸，简称Cyanex 301）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)monothiophosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)硫代膦酸，简称Cyanex 302）、Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid（二(2-乙基己基)磷酸，简称D2EHPA）或Crown ether(冠醚)。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法中，该金属复合剂更佳为Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法中，该辅助溶剂较佳为低碳数烷类或醇类，其碳数为1至6个，更佳系选择为甲醇或正己烷。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法中，该容室内的压力为74bar以上，较佳为100~350bar。且，该容室内的温度为32℃以上，较佳为35~120℃。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法中，该辅助溶剂占该去除剂的重量百分比较佳为1.0~20.0%，该金属复合剂占该去除剂的重量百分比较佳为0.1~9.0%，该超临界二氧化碳流体占该去除剂的重量百分比较佳为79.9~98.9%。
一种用以去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的去除剂，包含：一重量百分比为1.0~20.0%的辅助溶剂；一重量百分比为0.1~9.0%的金属复合剂；及一重量百分比为79.9~98.9%的超临界二氧化碳流体。
本发明的用以去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的去除剂中，该金属复合剂可以选择为Bis-trifluoro-ethyldithiocarbamate（双-三氟化二硫代胺基甲酸盐，简称FDDC）、Diethyldithiocarbamate（二乙基二硫代氨基甲酸，简称DDC）、Dipropyldithiocarbamate（二丙基二硫代氨基甲酸盐，简称P3DC）、Dibutyldithiocarbamate（二丁基二硫代氨基甲酸盐，简称BDC）、Dipentyl-dithiocarbamate（二戊基二硫代氨基甲酸盐，简称P5DC）、Dihexyldithiocarbamate（二己基二硫代氨基甲酸盐，简称P6DC）或Pyrrolidinedithiocarbamate（吡咯烷二硫氨基甲酸盐，简称PDC）、Acetylacetone（2,4-戊二酮，简称AA）、Trifluoroacetylacetone（1,1,1-三氟-2,4-戊二酮，简称TFA）、Hexafluoroacetylacetone（六氟乙酰丙酮，简称HFA）、Thenoyl-trifluoroacetone（2-噻吩甲酰三氟丙酮，简称TTA）或Heptafluorobutanoyl-pivaroylmethane（2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8,-七氟-3,5-辛二酮，简称FOD）、Tributylphosphate（磷酸三丁酯，简称TBP）、Tributylphosphine oxide（氧化三丁基膦，简称TBPO）、Trioctyl-phosphineoxide（氧化三辛基膦，简称TOPO）、Triphenylphosphine oxide（氧化三苯基膦，简称TPPO）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)phosphinic acid(二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸，简称Cyanex 272）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)dithio-phosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基）二硫代膦酸，简称Cyanex301）、Bis(2,4,4,-trimethyl-pentyl)monothiophosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)硫代膦酸，简称Cyanex 302）、Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid（二(2-乙基己基)磷酸，简称D2EHPA）或Crown ether(冠醚)。
本发明的用以去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的去除剂中，该金属复合剂更佳为D2EHPA。
本发明的用以去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的去除剂中，该辅助溶剂较佳为低碳数烷类或醇类，其碳数为1至6个，更佳选择为甲醇或正己烷。
附图说明
图1：本发明受金属与清洁剂污染的活性碳再生方法的步骤方块图。
图2：本实施例活性碳对于正十二烷基苯磺酸钠的等温吸附曲线图。
图3：本实施例所提供的超临界流体装置配置示意图。
图4：本实施例钴金属去除率曲线图。
【主要元件符号说明】
1 流洗步骤 2 置换分离步骤
3 混合组件 31 二氧化碳槽
32 辅助溶剂与金属复合剂槽 33 容室
4 压力组件 41 第一背压阀
42 第二背压阀 5 分离槽
51 第一出口 52 第二出口。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明之较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图1所示，本发明受金属与清洁剂污染的活性碳再生方法包含一流洗步骤1及一置换分离步骤2。
该流洗步骤1，将受金属或/与清洁剂污染的活性碳置于一容室内，一去除剂通入该容室对活性碳进行流洗，该去除剂包含超临界二氧化碳流体、一辅助溶剂及一金属复合剂。其中，该容室内的压力及温度定义为该超临界二氧化碳流体的工作压力及温度，为该领域中具有通常知识者可理解，特别如本实施例所示，该容室内的压力为74bar以上，特别使容室内的压力维持约100~350bar为佳；该容室内的温度为32℃以上，特别使容室内的温度维持约35~120℃为佳。更详言之，该容室的压力及温度条件有助于维持该去除剂所含的超临界二氧化碳流体的极性（Polarity）特性，以溶解活性碳中的清洁剂，该去除剂所含的辅助溶剂有助于溶解该金属复合剂，并借助该容室内的温度、压力条件，帮助该金属复合剂将活性碳中的放射性核种溶于该去除剂中，借此使活性碳中的清洁剂及放射性核种脱附，使吸附于活性碳上的清洁剂及放射性核种含量降低。
举例而言，该辅助溶剂作为该金属复合剂的稀释溶液，该辅助溶剂较佳为低碳数（C1~C6）的烷类或醇类，特别是甲醇或正己烷作为金属复合剂的稀释溶液，不但有助于提高金属复合剂的吸附性，又能够帮助改变该超临界二氧化碳流体的极性特性；该金属复合剂可以选择为金属螯合或配位的有机化合物，金属复合剂大致上可分为四类：(1)二硫代氨基甲酸盐类（dithiocarbamate）金属复合剂、(2)双酮类（diketone）金属复合剂、(3)有机磷类金属复合剂及(4)大环类金属复合剂。
二硫代氨基甲酸盐类金属复合剂包括如：
Bis-trifluoroethyldithiocarbamate（双-三氟化二硫代胺基甲酸盐，简称FDDC）、Diethyl-dithiocarbamate（二乙基二硫代氨基甲酸，简称DDC）、Dipropyldithiocarbamate（二丙基二硫代氨基甲酸盐，简称P3DC）、Dibutyldithiocarbamate（二丁基二硫代氨基甲酸盐，简称BDC）、Dipentyl-dithiocarbamate（二戊基二硫代氨基甲酸盐，简称P5DC）、Dihexyldithiocarbamate（二己基二硫代氨基甲酸盐，简称P6DC）或Pyrrolidinedithiocarbamate（吡咯烷二硫氨基甲酸盐，简称PDC）。
双酮类金属复合剂包括如Acetylacetone（2,4-戊二酮，简称AA）、Trifluoroacetylacetone（1,1,1-三氟-2,4-戊二酮，简称TFA）、Hexafluoroacetylacetone（六氟乙酰丙酮，简称HFA）、Thenoyltrifluoroacetone（2-噻吩甲酰三氟丙酮，简称TTA）或Heptafluorobutanoyl-pivaroylmethane（2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8,-七氟-3,5-辛二酮，简称FOD）。
有机磷类金属复合剂包括如Tributylphosphate（磷酸三丁酯，简称TBP）、Tributylphosphine oxide（氧化三丁基膦，简称TBPO）、Trioctylphosphine oxide（氧化三辛基膦，简称TOPO）、Triphenylphosphineoxide（氧化三苯基膦，简称TPPO）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)phosphinicacid（二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸，简称Cyanex 272）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)dithio-phosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基）二硫代膦酸，简称Cyanex 301）、Bis(2,4,4,-trimethyl-pentyl)monothiophosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)硫代膦酸，简称Cyanex 302）或Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid（简称D2EHPA）。
大环类金属复合剂，如Crown ether(冠醚)。
本实施例的金属复合剂选择为D2EHPA，能够与超临界二氧化碳流体及该辅助溶剂配合作用于活性碳上的钴金属，而不会降低原本超临界二氧化碳流体溶解清洁剂的效果，尤其是溶解活性碳中直链烷基苯磺酸盐的效果，又能够维持金属复合剂本身复合金属离子的效率。本发明选择超临界态维持条件较低的二氧化碳（临界压力72bar及临界温度31.1℃），作为溶解清洁剂尤其是溶解烷基苯磺酸盐的主要溶剂，能够减少制备超临界流体的能量消耗，并且通过控制该超临界二氧化碳流体的压力及温度（压力为74bar以上，特别是100~350bar、温度为32℃以上，特别是35~120℃），调整该超临界二氧化碳流体的极性特性，而能够有效且具可选择性地溶解清洁剂，尤其是烷基苯磺酸盐；此外，由于二氧化碳取得容易，且其无色、无味、无毒性、不具***性、不易燃也无腐蚀性，因此安全性高。
此外，该超临界二氧化碳流体有助于均匀地与活性碳接触，且借助超临界二氧化碳流体的极性，将放射性核种释放出来，该金属复合剂抓取活性碳中的放射性核种并溶于该去除剂中。如此，本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法不仅能够有效溶解活性碳中的清洁剂，尤其是烷基苯磺酸盐，也能够借助该金属复合剂与该超临界二氧化碳流体的作用，提高对活性碳中钴金属离子的复合效率的功效。
该置换分离步骤2，将一置换流体通入该容室，以替换该容室中的去除剂，将该置换流体与活性碳分离。更详言之，该置换流体可以选择为超临界流体，本实施例选择以超临界二氧化碳流体置换该容室中的去除剂，再通过降低该容室内的压力，使该超临界二氧化碳流体变为气相，可选择直接将二氧化碳气体排至外界环境中或回收该二氧化碳气体后再利用；本实施例将该容室内压力降低至与容室外的温度压力相同，并将二氧化碳气体直接排出容室外，而该容室内的活性碳即已完成清洁剂及放射性核种的去除。
如此，本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，能够减少有机溶剂的使用，并且不需耗费过多能量对活性碳及该去除剂进行加热，也不需要利用大量的水溶液清洗活性碳，此外，该经资源化的活性碳中并不会残留有机溶剂，且能够确实减少活性碳中的清洁剂及放射性核种含量。
为证实本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，确实能够同时处理活性碳中的清洁剂及放射性核种，且有效降低活性碳中清洁剂的含量，及降低活性碳中的放射性核种，本实施例将1千克活性碳浸泡于5升的正十二烷基苯磺酸钠及硝酸钴的水溶液(其中正十二烷基苯磺酸钠及硝酸钴的水溶液的浓度均为30g/L)中48hr，经烘干后形成模拟受金属与清洁剂污染的活性碳样品，并进行下列试验：（A）活性碳样品的直链烷基苯磺酸盐含量分析、（B）活性碳样品的钴金属含量分析、（D）使用不同辅助溶剂去除活性碳样品中的直链烷基苯磺酸盐试验及（E）使用不同辅助溶剂去除活性碳样品中的钴金属试验。
（A）活性碳样品的直链烷基苯磺酸盐含量分析
本实施例所述直链烷基苯磺酸盐含量的检测方法是以紫外光/可见光光谱仪（UV/VIS）进行分析，分析方法如下：
1、分别配制100、250、400、600、800、以及1000mg/L等不同浓度的直链烷基苯磺酸盐水溶液，上述各直链烷基苯磺酸盐水溶液的浓度定义为起始浓度Ci；
2、将新鲜的活性碳浸泡于上述各浓度直链烷基苯磺酸盐水溶液中48hr后，将活性碳滤除，获得一浸泡液；
3、以紫外光/可见光光谱仪在波长230nm下测定各浸泡液的吸收度，并计算其浓度，定义为平衡浓度Cf；
4、利用公式Q=V×(Ci－Cf)/M1计算各浸泡液中，活性碳的吸附量Q，并以Cf为横坐标，Q为纵座标，绘制如图2所示的等温吸附曲线，其中：V为直链烷基苯磺酸盐水溶液的体积，单位为mL，M1为新鲜活性碳的重量，单位为g；
5、将受金属与清洁剂污染的活性碳浸泡于去离子水中48hr后，将活性碳滤除，并利用紫外光/可见光光谱仪测定滤液的吸收度后，计算其平衡浓度Cf，再根据等温吸附线计算其吸附量Q，进而使用WLAS=Q×M2的关系式计算活性碳中直链烷基苯磺酸盐的含量(WLAS)，M2为受污染活性碳的重量。
本实施例的受金属与清洁剂污染的活性碳每一克样品中直链烷基苯磺酸盐的含量大约为31.00mg。
（B）活性碳样品的钴金属含量分析
本实施例所述活性碳样品钴金属含量的检测方法是借助感应耦合电浆原子发射光谱分析仪（ICP-OES）进行分析，分析方法如下：
1、将约0.1g(WA)经浸泡的活性碳置于微波消化罐中；
2、依序加入4.5mL硝酸与4.5mL过氧化氢；
3、放置20min待反应结束，将消化罐放入微波消化器中；
4、微波消化器工作温度设定为220℃，升温时间设定为20min，持温时间为50min；
5、将消化罐放置水浴中20min待降温后，将消化液以去离子水定量至25mL；
6、将上述消化液过滤后，置于空试管中，并以封口膜封口以备分析。
7、将分析获得的重金属钴含浓度CA，乘以体积0.025L再乘以150g载入容室内清洗活性碳，再除以置于消化罐中的活性碳重量WA，可知活性碳上残余未能洗出的重金属钴重量WACo。如下列关系式WACo=CA×0.025×150/WA。
本实施例的受金属与清洁剂污染的活性碳每一克样品中直链烷基苯磺酸盐的含量大约为14.33mg。
（C）辅助溶剂及金属复合剂的钴金属含量分析
本实施例所述辅助溶剂及金属复合剂的钴金属含量的检测方法是借助感应耦合电浆原子发射光谱分析仪（ICP-OES）进行分析，分析方法如下：
1.将约1mL(VE)辅助溶剂及金属复合剂样品置于微波消化罐中；
2.将微波消化罐置于60℃下烘箱4hr，以去甲醇或正己烷；
3.依序加入4mL硝酸与3mL过氧化氢；
4.微波消化器温度设定200℃，升温时间设定3min，持温时间35min；
5.将消化罐放置水浴中20min待降温后，将消化液以去离子水定量至25mL；
6.将上述消化液过滤后，置于空试管中，并以封口膜封口以备分析；
7.将ICP分析获得的重金属钴含浓度CE，乘以定量体积0.025L与辅助溶剂及金属复合剂总体积VET，再除以置于消化罐中的辅助溶剂及金属复合剂体积VE，可得知原始辅助溶剂及金属复合剂中重金属钴的含量WECo。如下列关系式WECo=CE×0.025×VET/VE。
（D）使用不同辅助溶剂去除活性碳样品中的直链烷基苯磺酸盐试验
本实施例提供一个如图3所示的超临界流体装置，其包含一混合组件3、一压力组件4及一分离槽5，且该混合组件3及该分离槽5相互连通，并以该压力组件4控制该混合组件3及该分离槽5的内部压力。
该混合组件3设有一个二氧化碳槽31、一个辅助溶剂与金属复合剂槽32及一个容室33，该二氧化碳槽31及该辅助溶剂与金属复合剂槽32与该容室33连通，该二氧化碳槽31用以容置二氧化碳，该辅助溶剂与金属复合剂槽32用以容置该辅助溶剂（如甲醇或正己烷）及该金属复合剂（如D2EHPA），该容室33用以容置一欲处理样本，该二氧化碳槽31及该辅助溶剂与金属复合剂槽32具有调节槽内部温度及压力的功能（如附图标示的加热器Ｈ或冷却器Ｃ），各自皆连接有输液泵Ｐ及流速调节器Ｆ将内部溶液送至该容室33中。
该压力组件4包含一第一背压阀41及一第二背压阀42，其中该第一背压阀41控制该容室33的内部压力，该第二背压阀42控制该分离槽5的内部压力。
该分离槽5包含有一第一出口51及一第二出口52，该第一出口51供气体逸散至环境中或一收集桶槽（图未绘示），该第二出口52则可使该与钴金属及直链烷基苯磺酸盐混合过的辅助溶剂与金属复合剂流出。
本实施例超临界流体装置的操作说明如下：将一活性碳样品置于该容室33中，使该容室33的温度及压力条件达到预设值，再调整该操作辅助溶剂与金属复合剂的流体流入该容室33的体积流速为4.5mL/min(其中辅助溶剂与金属复合剂以1:1的体积比例混合)，且设定以30g/min的二氧化碳流速流洗一段时间（如3~6小时）以开始去除该样品的直链烷基苯磺酸盐及钴金属；该操作流体自该容室33流至该分离槽5中，将该分离槽5的压力降低至40bar，使该超临界二氧化碳流体汽化，该二氧化碳气体可以回收再使用，或者直接排至环境中；而该分离槽5内部则留有一辅助溶剂与金属复合剂的萃出液，其包含有直链烷基苯磺酸盐、金属复合剂、以及已经与钴复合的金属复合剂，而该容室33中的活性碳则已经去除其中的直链烷基苯磺酸盐，且可进行再利用。
举例而言，本第一实施例先将该活性碳样品（约150克）置于该容室33中，并以该辅助溶剂(甲醇)、该金属复合剂(D2EHPA)与该超临界二氧化碳流体依较佳重量百分比分别为5.3%、6.4%及88.3%混合后，以二氧化碳流速为30g/min，而辅助溶剂与金属复合剂流速为4.5mL/min的流速流经该容室33，待流洗时间结束取出该活性碳样品，比较经处理及未经处理的活性碳样品的直链烷基苯磺酸盐总含量分别为466.56mg及4649.58mg，计算其直链烷基苯磺酸盐去除率可达89.97%。
本第二实施例随后将另一活性碳样品（约150克）置于该容室33中，并以该辅助溶剂(正己烷)、该金属复合剂(D2EHPA)与该超临界二氧化碳流体依较佳重量百分比分别为4.4%、6.5%及89.1%混合后，以二氧化碳流速为30g/min，而辅助溶剂与金属复合剂流速为4.5mL/min的流速流经该容室33，待流洗时间结束取出该活性碳样品，比较经处理及未经处理的活性碳样品的直链烷基苯磺酸盐含量分别为290.33mg及4565.42mg，计算其直链烷基苯磺酸盐去除率可达93.64%。
本第一及第二实施例处理的活性碳样品，以试验（A）的方式分析其直链烷基苯磺酸盐去除率；由此可知，使用甲醇及正己烷作为辅助溶剂皆能够获得约90%以上的直链烷基苯磺酸盐去除率。
（E）使用不同辅助溶剂去除活性碳样品中的钴金属试验
本第第一及第二实施例于流洗步骤时，各取两组活性碳样品与30、60、90、120、150及180min于该第二出口52收集的萃余物样品分别以试验（B）及试验(C)的方法进行钴金属含量分析，其中：以甲醇作为辅助溶剂的第一实施例所处理的活性碳样品的钴金属含量为243.87mg，其萃出液样品的钴金属含量及去除率请参照第一表所示；以正己烷作为辅助溶剂的第二实施例所处理的活性碳的钴金属含量为288.25mg，其萃出液样品的钴金属含量及去除率请参照第二表所示。
第一表：第一实施例以甲醇为辅助溶剂试验的钴含量及去除率
| 时间(min) | 钴含量(mg) | 钴累积含量(mg) | 去除率(%) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 30 | 263.55 | 263.55 | 13.44 |
| 60 | 458.71 | 722.26 | 36.84 |
| 90 | 447.37 | 1169.63 | 59.65 |
| 120 | 281.33 | 1450.96 | 74.00 |
| 150 | 151.07 | 1602.03 | 81.71 |
| 180 | 92.48 | 1694.51 | 86.42 |
第二表：第二实施例以正己烷为辅助溶剂试验的钴含量及去除率
| 时间(min) | 钴含量(mg) | 钴累积含量(mg) | 去除率(%) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 30 | 238.59 | 238.59 | 11.95 |
| 60 | 835.23 | 1073.82 | 53.81 |
| 90 | 349.14 | 1422.96 | 71.30 |
| 120 | 172.61 | 1595.57 | 79.95 |
| 150 | 71.51 | 1667.08 | 83.53 |
| 180 | 31.43 | 1698.51 | 85.11 |
萃出液样品的去除率是利用如下的关系式计算获得：
通过上述结果，本发明可绘制如图4所示的去除率曲线图。由图可知，使用甲醇或正己烷做为辅助溶剂，皆可有效去除活性碳中的金属钴。对于活性碳再生及再利用而言，经由本发明的方法处理后，整体钴金属含量明显下降。
由以上结果可知，本发明确实能够同时降低该活性碳中的直链烷基苯磺酸盐及钴金属含量，且依照活性碳内所含直链烷基苯磺酸盐及钴金属含量，选择以甲醇或正己烷作为辅助溶剂，皆能够提高处理直链烷基苯磺酸盐或钴金属的效率。由上述可知，本发明受金属与清洁剂污染的活性碳再生方法的确能够有效提高对活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的处理效率。
据此，本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，能够利用该超临界二氧化碳流体、辅助溶剂及金属复合剂，提供较低耗能的温度及压力条件下，同时将活性碳中的直链烷基苯磺酸盐及钴金属，具有提高直链烷基苯磺酸盐及钴金属的处理效率的功效。
本发明受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其能够减少有机溶剂及水资源的消耗量，以达到对环境友善且节约资源的功效。
本发明的用以去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的去除剂，具有同时去除活性碳中直链烷基苯磺酸盐及钴金属的功效。
Claims (10)
1.一种受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征包含：
一个流洗步骤，将活性碳置于一个容室内，一个去除剂通入该容室对活性碳进行流洗，该去除剂包含超临界二氧化碳流体、一种辅助溶剂及一种金属复合剂；及
一个置换分离步骤，将一种置换流体通入该容室，以替换该容室中的去除剂，再将该置换流体与活性碳分离。
2.如权利要求1所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该金属复合剂为Bis-trifluoroethyldithiocarbamate（双-三氟化二硫代胺基甲酸盐，简称FDDC）、Diethyldithiocarbamate（二乙基二硫代氨基甲酸，简称DDC）、Dipropyl- dithiocarbamate（二丙基二硫代氨基甲酸盐，简称P3DC）、Dibutyldithiocarbamate（二丁基二硫代氨基甲酸盐，简称BDC）、Dipentyldithiocarbamate（二戊基二硫代氨基甲酸盐，简称P5DC）、Dihexyldithiocarbamate（二己基二硫代氨基甲酸盐，简称P6DC）、Pyrrolidine-dithiocarbamate（吡咯烷二硫氨基甲酸盐，简称PDC）、Acetylacetone（2,4-戊二酮，简称AA）、Trifluoroacetylacetone（1,1,1-三氟-2,4-戊二酮，简称TFA）、Hexafluoroacetyl- acetone（六氟乙酰丙酮，简称HFA）、Thenoyltrifluoroacetone（2-噻吩甲酰三氟丙酮，简称TTA）、Heptafluorobutanoyl-pivaroylmethane（2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8,-七氟-3,5-辛二酮，简称FOD）、Tributylphosphate（磷酸三丁酯，简称TBP）、Tributylphosphine oxide（氧化三丁基膦，简称TBPO）、Trioctylphosphine oxide（氧化三辛基膦，简称TOPO）、Triphenylphosphine oxide（氧化三苯基膦，简称TPPO）、Bis(2,4,4,- trimethylpentyl)phosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸，简称Cyanex 272）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基）二硫代膦酸，简称Cyanex 301）、Bis(2,4,4,-trimethylpentyl)monothio- phosphinic acid（二(2,4,4-三甲基戊基)硫代膦酸，简称Cyanex 302）、Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid（简称D2EHPA）或Crown ether(冠醚)。
3.如权利要求1所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该金属复合剂为Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid。
4.如权利要求1所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该辅助溶剂为低碳数烷类或低碳数醇类，其碳数为1至6个。
5.如权利要求4所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该辅助溶剂为甲醇或正己烷。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该容室内的压力为74 bar以上。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该容室内的压力为100~350 bar。
8.如权利要求1、2、3、4或5所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该容室内的温度为32℃以上。
9.如权利要求1、2、3、4或5所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该容室内的温度为35~120℃。
10.如权利要求1、2、3、4或5所述的受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法，其特征在于：该辅助溶剂占该去除剂的重量百分比为1.0~20.0%，该金属复合剂占该去除剂的重量百分比为0.1~9.0%，该超临界二氧化碳流体占该去除剂的重量百分比为79.9~98.9%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210194313.6A CN103480351A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210194313.6A CN103480351A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103480351A true CN103480351A (zh) | 2014-01-01 |
Family
ID=49821137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210194313.6A Pending CN103480351A (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103480351A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109261125A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-01-25 | 湖南农业大学 | 一种加拿大一枝黄花茎秆生物炭、制备方法及其在去除洗涤废水中las的应用 |
| CN111036667A (zh) * | 2019-11-23 | 2020-04-21 | 山东碧泉环境工程技术有限公司 | 一种修复重金属污染土壤的方法 |
| CN115385335A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-25 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种深度纯化超级电容型多孔碳材料的超临界清洗方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4124528A (en) * | 1974-10-04 | 1978-11-07 | Arthur D. Little, Inc. | Process for regenerating adsorbents with supercritical fluids |
| CN1128961A (zh) * | 1994-04-21 | 1996-08-14 | 英国核子燃料公司 | 含有金属的物质的溶剂萃取 |
| CN1152260A (zh) * | 1994-06-02 | 1997-06-18 | 爱达荷研究基础公司 | 金属和/或准金属的流体萃取 |
| WO2006023779A2 (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Idaho Research Foundation, Inc. | Metal extraction in liquid or supercritical-fluid solvents |
| CN101530677A (zh) * | 2009-03-10 | 2009-09-16 | 武汉工程大学 | 超临界二氧化碳络合-反胶团耦合萃取重金属离子的工艺 |
-
2012
- 2012-06-13 CN CN201210194313.6A patent/CN103480351A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4124528A (en) * | 1974-10-04 | 1978-11-07 | Arthur D. Little, Inc. | Process for regenerating adsorbents with supercritical fluids |
| CN1128961A (zh) * | 1994-04-21 | 1996-08-14 | 英国核子燃料公司 | 含有金属的物质的溶剂萃取 |
| CN1152260A (zh) * | 1994-06-02 | 1997-06-18 | 爱达荷研究基础公司 | 金属和/或准金属的流体萃取 |
| WO2006023779A2 (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Idaho Research Foundation, Inc. | Metal extraction in liquid or supercritical-fluid solvents |
| CN101530677A (zh) * | 2009-03-10 | 2009-09-16 | 武汉工程大学 | 超临界二氧化碳络合-反胶团耦合萃取重金属离子的工艺 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109261125A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-01-25 | 湖南农业大学 | 一种加拿大一枝黄花茎秆生物炭、制备方法及其在去除洗涤废水中las的应用 |
| CN111036667A (zh) * | 2019-11-23 | 2020-04-21 | 山东碧泉环境工程技术有限公司 | 一种修复重金属污染土壤的方法 |
| CN115385335A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-25 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种深度纯化超级电容型多孔碳材料的超临界清洗方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106882884B (zh) | 一种回收利用废水中氯离子的方法 | |
| CN111574859B (zh) | 一种废旧轮胎裂解炭黑的处理***及处理方法 | |
| CN108862954B (zh) | 一种采用开关型混合溶剂体系处理含油废弃物的方法 | |
| CN106399697B (zh) | 一种土壤复合重金属污染治理及资源化方法 | |
| CN103480351A (zh) | 受金属或/与清洁剂污染的活性碳再生方法 | |
| CN1119286C (zh) | 一种用络合萃取对苯甲酸废水预处理方法 | |
| CN113979568B (zh) | 一种高含砷强酸性废水脱砷处理工艺 | |
| Qing et al. | Deep fluoride removal from the sulfate leaching solution of spent LIBs by complexation extraction with Al3+ loaded solvent | |
| CN204973394U (zh) | 一种含油废气回收设备 | |
| TWI466712B (zh) | 飛灰資源化方法、及用以去除飛灰中戴奧辛同源物及可溶出重金屬之去除劑 | |
| CN211133535U (zh) | 一种氯化石蜡尾气回收处理*** | |
| Gasser et al. | Sustainability of solvent extraction techniques in pollution prevention and control | |
| CN111218288B (zh) | 用于处理轻质油品污染泥砂并回收油分的洗液及其用法 | |
| CN114380435B (zh) | 一种湿法冶金萃取分离***流失有机相在线回收工艺 | |
| Cheremisina et al. | Sorption purification of acid storage facility water from iron and titanium on organic polymeric materials | |
| CN103388078A (zh) | 飞灰资源化方法、及用以去除飞灰中戴奥辛同源物及可溶出重金属的去除剂 | |
| CN208561957U (zh) | 一种从镍钴萃余液中深度脱除cod的*** | |
| CN112361211A (zh) | 一种液氨槽车残氨及污垢的处理方法及装置 | |
| CN209123363U (zh) | 一种全自动真空有机提纯回收设备 | |
| CN209872557U (zh) | 一种分离废水中酸和盐的*** | |
| CN209322593U (zh) | 一种煤化工行业的除盐水生产工艺的专用设备 | |
| CN104928477A (zh) | 一种萃取分离高放废液中三价锕系与镧系离子的方法 | |
| CN103395746B (zh) | 3,4-二氯硝基苯生产中副产品盐酸的提纯方法 | |
| CN216513279U (zh) | 一种湿法冶金萃取分离***流失有机相在线回收装置 | |
| CN102923805B (zh) | 利用萃取吸收在钨冶炼中治理氨氮的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140101 |