■　羅旭

（華東冶金地質(zhì)勘查局八一二地質(zhì)隊(duì)安徽銅陵244000）

一種新型重捕劑的合成及其對(duì)銅、鋅離子捕集能力的研究

■羅旭

（華東冶金地質(zhì)勘查局八一二地質(zhì)隊(duì)安徽銅陵244000）

二硫代氨基甲酸鹽是一類無毒無害、捕集能力強(qiáng)的重金屬沉淀劑，具有用量少、使用方便、專屬性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、沉淀物可回收等眾多優(yōu)點(diǎn)。本文根據(jù)二硫代氨基甲酸鹽的合成原理，在實(shí)驗(yàn)室合成了一種新型重金屬捕集劑，并對(duì)該重金屬捕集劑的處理工藝條件進(jìn)行了探索，確定了重金屬捕集劑與銅、鋅離子的反應(yīng)時(shí)間及pH值等因素對(duì)其捕集能力的影響，發(fā)現(xiàn)該新型重金屬捕集劑具有捕集能力強(qiáng)、適用范圍廣、實(shí)際用量少、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，為該重金屬捕集劑的實(shí)際應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

二硫代氨基甲酸鹽合成重金屬捕集

重金屬捕集劑是一種有機(jī)沉淀劑。許多有機(jī)沉淀劑含S、P等有害成分，對(duì)環(huán)境有危害，而二硫代氨基甲酸鹽無毒，且對(duì)重金屬離子具有極強(qiáng)的螯合能力，對(duì)鋅、銅元素的除去率達(dá)到99%以上。

1　新型重捕劑的合成

（1）合成原理：在堿性條件下，一定比例的兩種低分子量多胺物質(zhì)與二硫化碳通過二步反應(yīng)，合成制得含有二硫代氨基的重捕劑。二硫代氨基的硫原子上有孤電子對(duì)，易極化產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)。根據(jù)配位場(chǎng)理論，二硫代氨基能捕捉陽離子并趨向成鍵，與二價(jià)的重金屬離子M2+(如Cu2+、Ni2+等)形成平面正方形或正四面體構(gòu)型，從而形成穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)狀的重金屬離子螯合物[1]，反應(yīng)方程式為：

（2）合成步驟：合成分為兩個(gè)階段，第一階段在pH 4-5（濃硫酸）時(shí)，聚丙烯酰胺與六次甲基四胺進(jìn)行反應(yīng)，第二階段在pH 11-12（10%氫氧化鈉）時(shí)，二硫化碳取代胺基上的活潑氫[2]。

2　新型重捕劑的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)方法：將含重金屬的溶液在一定條件下加入一定量的新制的重金屬捕集劑，再加入一定量聚丙烯酰胺作為絮凝劑，反應(yīng)一定時(shí)間后，過濾，取濾液，用AA7000W原子吸收分光光度計(jì)在該重金屬元素的工作條件及標(biāo)準(zhǔn)曲線下測(cè)量其殘余濃度。

3　結(jié)果與討論

3.1新型重捕劑的用量

對(duì)Cu2+、Zn2+在各自的最佳的pH值、反應(yīng)時(shí)間條件下，研究它們的重捕劑的最佳用量，得到重捕劑對(duì)處理Cu2+的最佳的用量為0.3mL。而重捕劑的用量對(duì)Zn2+的除去的影響不明顯，最佳用量為0.4mL。

3.2反應(yīng)時(shí)間對(duì)捕集能力的影響

反應(yīng)時(shí)間對(duì)Cu2+的去除效果的影響，由試驗(yàn)得到重捕劑對(duì)Cu2+去除的最佳反應(yīng)時(shí)間為6h；重捕劑對(duì)Zn2+的反應(yīng)的最佳時(shí)間為3h。

3.3試液pH值對(duì)捕集能力的影響

本實(shí)驗(yàn)首先研究重捕劑在不同離子濃度下不同的pH值對(duì)Cu2+的去除效果的影響，在Cu2+的濃度為5mg/L除Cu2+的最佳的pH值范圍為4—10，最佳pH值為10。

3.4重捕劑對(duì)Cu2+、Zn2+的最大捕集量

1mL的重捕劑對(duì)Cu2+的最大捕集量的研究，在一個(gè)500mL的燒杯中加入 Cu2+的濃度為 100mg/L的溶液 160mL，稀釋至320mL，攪拌均勻，用pH計(jì)調(diào)節(jié)pH值為10.0，緩慢加入1ml的重捕劑，邊加邊攪拌，然后加入0.8mL的聚丙稀酰胺，攪拌，靜置，控制反應(yīng)時(shí)間為6h，過濾，測(cè)定殘余Cu2+的濃度，得到結(jié)果如表1，1mL的重捕劑對(duì)Cu2+的最大捕集量為 15949.76μg，除去率達(dá)到99.69%。

1mL的重捕劑對(duì)Zn2+的最大捕集量的研究，在一個(gè)250mL的燒杯中加入Zn2+的濃度為 100mg/L的溶液45mL，并稀釋至100mL，攪拌均勻，用pH計(jì)調(diào)節(jié)pH值為8.0，緩慢加入1mL的重捕劑，邊加邊攪拌，然后加入0.8mL的聚丙稀酰胺，攪拌，靜置，控制反應(yīng)時(shí)間為3h，過濾，測(cè)定殘余Zn2+的濃度，得到結(jié)果如表1，1mL的重捕劑對(duì)Zn2+的最大捕集量為4479.38μg,除去率達(dá)到99.54%。

表1　1ml的重捕劑對(duì)Cu2+、Zn2+的最大捕集量

4　結(jié)論

對(duì)重捕劑二硫代氨基甲酸鹽的的合成進(jìn)行研究，確定了合成的最佳條件。通過該重捕劑對(duì)重金屬離子的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)該重捕劑對(duì)Cu2+、Zn2+的除去率達(dá)到99%以上，1ml重捕劑對(duì)Cu2+、Zn2+的最大去除量分別為15949.76μg、4479.38μg，確定了其對(duì)Cu2+、Zn2+的捕集的各種條件的最佳值，最佳的pH值范圍分別為4.0—10.0、8.0—10.0，最佳的反應(yīng)時(shí)間分別6h、3h，并且能夠看到pH值對(duì)重捕劑的捕集效果的影響較大，對(duì)Cu2+來說，pH值的適用范圍較大，可以不用調(diào)節(jié)pH值，直接投加重捕劑。

[1]周勤，蘇彩燕，袁笑一等.重金屬捕集劑WY5處理綜合銅、鎳廢水的研究 [J].工業(yè)水處理,2006,26(4):31-33.

[2]修莎，周勤，林冰.重金屬捕集劑的合成與應(yīng)用研究 [J].化學(xué)與生物工程，2009，3（26）:62-64.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-42-1