專利名稱：一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法。
背景技術(shù)：
面對(duì)我國環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀及國際綠色堡壘所帶來的壓力，在我國開展油田環(huán)境保護(hù)技術(shù)的開發(fā)和研究，解決困擾我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重大環(huán)境保護(hù)問題顯得非常緊迫。石油天然氣企業(yè)在油氣勘探開發(fā)過程中，大量采用鉆井等油氣井投產(chǎn)和增產(chǎn)等措施，產(chǎn)生了大量的鉆井污水，鉆井時(shí)每口井產(chǎn)生鉆井污水400 500m3，廢鉆井液500 700m3。目前解決污水的污染問題已成為各工業(yè)部門環(huán)境保護(hù)的重要研究課題之一。鉆井污水是鉆井泥漿高倍稀釋的混合物，其成分復(fù)雜，含有鉆井泥漿中的各種組分，如粘土、有機(jī)聚合物、油類、無機(jī)鹽、鉆屑、鉆井泥漿添加劑等。鉆井污水中的環(huán)境污染物質(zhì)負(fù)荷極高，懸浮物含量常在2000mg/L以上，有時(shí)甚至在5000mg/L以上。這些由鉆井液中帶入的懸浮物呈膠體狀，加上鉆井液的護(hù)膠作用，使其成為特殊的穩(wěn)定體系，在水體中長時(shí)間不能下沉， 導(dǎo)致水體生態(tài)的嚴(yán)重破壞且影響水的使用；COD超標(biāo)幾十到幾百倍，排入水體將造成嚴(yán)重的富營養(yǎng)化，水發(fā)黑發(fā)臭，根本不能使用；油類物質(zhì)的含量從幾十mg/L到幾萬mg/L不等，排放環(huán)境后將造成環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重下降；另外，由于各種泥漿添加劑的帶入，或由鉆屑和地層礦物引入，鉆井污水中含有多種危害性物質(zhì)如鹽及一些重金屬元素(如Pb、Cu、Cd、Hg、Ni、 Ba和Cr等)，對(duì)生物有很強(qiáng)的毒害作用。其它工業(yè)部門也有大量廢水排出，這些廢水中往往含有各種重金屬離子。例如 在紡織工業(yè)廢水中含有大量Cu離子，在電鍍廠廢水中含有Cr離子，在電解制堿廠廢水中含有Hg離子，在煉鋼煉鐵廠廢水中含有!^e離子…等。目前含重金屬的危險(xiǎn)廢物除了含銅、鉛等以提煉回收為主外，其余的大都以圍隔存放處置為主。這些廢棄物在環(huán)境條件作用下發(fā)生化學(xué)變化，再經(jīng)雨水或地面水的沖刷也會(huì)進(jìn)入水體。重金屬是環(huán)境中一類具有潛在危害的污染物，它不能被環(huán)境中的微生物分解，相反地，生物體如魚類可以富有重金屬，使重金屬在環(huán)境中積累，甚至某些重金屬在微生物的作用下還可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化合物。重金屬污染的可怕還在于其危害的長期性， 重金屬在環(huán)境中積累的初期，不易為人們察覺；與氰化物、一般有機(jī)物的自凈作用相反，重金屬污染物無法通過降解作用自凈，但可以通過生物食物鏈富集。在這一過程中，難分解易殘留的重金屬若通過食物進(jìn)入人體內(nèi)，能在人體的某一部位積累，使人慢性中毒，難以醫(yī)治，極大地危害著人體健康和環(huán)境安全。此外工業(yè)廢水中貴重金屬若不能回收利用，又造成經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。所以對(duì)含有重金屬廢水的治理已迫在眉睫。廢水中重金屬離子污染對(duì)人類和其他生命的形成構(gòu)成了巨大的威脅。如發(fā)生在日本的由Hg污染引起的“水誤病”和由Cd污染引起的“骨痛病，，事件，近年在歐洲一些國家也陸續(xù)報(bào)道了重金屬污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，使得重金屬污染與防治的研究倍受重視。重金屬能在土壤中積累，它不可能被微生物降解，目前在環(huán)境治理中采用的多種方法只能轉(zhuǎn)移其存在位置和改變其物理、化學(xué)形態(tài)，而不能將其根本消除。因此，重金屬是一種永遠(yuǎn)性的污染物。對(duì)于重金屬廢水，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。首先?yīng)該設(shè)法減少廢水量， 盡量收回其有用金屬，廢水經(jīng)適當(dāng)處理后循環(huán)利用，盡可能不排或少排廢水。對(duì)必須排放的廢水進(jìn)行凈化處理，使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)處理產(chǎn)生的污泥和濃縮液，如無回收利用價(jià)值， 也應(yīng)進(jìn)行無害化處理，以免產(chǎn)生二次污染。氧肟酸由于其特殊的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的物化性能，使氧肟酸化學(xué)已成為化學(xué)領(lǐng)域研究較為廣泛的課題。氧肟酸化合物通常是以羧酸或它的衍生物與羥胺(或羥胺的鹽)反應(yīng)來制備，使用的羧酸衍生物有酯、酰胺、酸酐、酰鹵。此外，還可以采用硫酸氧化伯胺法，硝基烷烴的重排法等制備氧肟酸化合物。由于酯和酰鹵與羥胺的反應(yīng)條件溫和，過程容易控制，在工業(yè)生產(chǎn)中最為常用。氧肟酸是一類有機(jī)螯合劑，因能與金屬離子絮凝劑螯合被用作礦物浮選劑、萃取劑和分析顯色劑。長期實(shí)踐證明，氧肟酸是一種捕收性較強(qiáng)、選擇性較好的優(yōu)良捕收劑，它能對(duì)多種金屬氧化礦及一些有色金屬氧化礦物以及部分被氧化了的硫化礦均具有良好的捕收性能，是氧化銅礦、稀土礦物、鉭鈮礦、欽鐵礦、錫石、黑鎢礦等的優(yōu)良捕收劑之一。它具有高效、低毒、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。盡管低分子氧肟酸得到了迅速的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，但關(guān)于高分子氧肟酸型絮凝劑的報(bào)道則不多。60年代中期，日本的Masahirio Hatano等制得含氧肟酸基團(tuán)的丙烯酸甲酯型高分子螯合劑。70年代中期，Clauss等用具丙烯酰胺改性制得氧肟酸基團(tuán)含量約為 8%的氧肟酸性聚丙烯酰胺，并將其應(yīng)用于錫石細(xì)泥的選擇性絮凝。1982年Vernon等合成了一系列含有N取代氧肟酸的高分子螯合劑。1988年Spitzer合成了含氧肟酸基團(tuán)的聚合物，并隨后在赤泥沉降中得以應(yīng)用。聚丙烯酰胺是一種很好的改性原料。在聚丙烯酰胺(PAM)分子中，酰氨基上碳基雙鍵中的η電子和氨基氮原子上的未共用電子對(duì)形成P-η共軛體系，氮原子上電子云密度有所降低，使與它相連的氫原子變得活潑，能發(fā)生多種反應(yīng)。由于其具有優(yōu)良的絮凝、增稠、減阻、粘結(jié)、阻垢等性能，被廣泛應(yīng)用于造紙、涂料、采油等工業(yè)。不同用途的聚丙烯酰胺，對(duì)其分子質(zhì)量大小的要求不同。高分子質(zhì)量和超高分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺主要用于絮凝劑或油井堵水、驅(qū)油等，目前國內(nèi)外的研究也主要集中在氧肟酸型高分子聚合物的合成上。但在一些應(yīng)用上，如高分子乳化劑，則需要低分子質(zhì)量的氧肟酸高分子聚合物的制備，主要采用兩種法其一是用分子質(zhì)量調(diào)節(jié)方法在水溶液中進(jìn)行丙烯酰胺的聚合；其二是用有機(jī)溶劑進(jìn)行沉降聚合。本試驗(yàn)采用的方法是在水的溶液中進(jìn)行丙烯酰胺的聚合，通過控制試劑的加入量和一些操作條件，比如，單體和引發(fā)劑濃度、 溫度、反應(yīng)時(shí)間等，來達(dá)到控制高聚物分子質(zhì)量的目的。不同用途的聚丙烯酰胺，對(duì)其分子量的大小的要求不同。根據(jù)本文的目的，欲制備低分子量的聚丙烯酰胺。國內(nèi)外對(duì)于低分子量的聚丙烯酰胺的制備，主要采用以下幾種方法(1)根據(jù)聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，在沒有鏈轉(zhuǎn)移的情況下，聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)鏈長與引發(fā)劑濃度的平方根成反比。因此，增大引發(fā)劑濃度可以制得低分子量的聚丙烯酰胺。但增大引發(fā)劑濃度會(huì)使反應(yīng)進(jìn)行太快，發(fā)生爆聚，難以控制。(2)在聚合反應(yīng)中加入分子量調(diào)節(jié)劑， 借助分子量調(diào)節(jié)劑的鏈轉(zhuǎn)移作用控制分子量。比如用異丙醇，甲酸鈉等分子量調(diào)節(jié)劑在水溶液中進(jìn)行丙烯酰胺的聚合，但制得的聚丙烯酰胺有一定的交聯(lián)度和水解度。( 用有機(jī)溶劑進(jìn)行的沉淀聚合。因?yàn)樵诔恋砭酆线^程中所使用的有機(jī)溶劑對(duì)丙烯酰胺的聚合是很活潑的鏈轉(zhuǎn)移劑，而大多數(shù)有機(jī)溶劑都是聚丙烯酰胺的沉淀劑，當(dāng)聚合物的分子鏈增長到一定長度后便會(huì)沉淀下來，限制了分子鏈的進(jìn)一步增長，故所得產(chǎn)物分子量較低，分子量分布窄。被研究過的有機(jī)溶劑主要有異丙醇、丙酮和水、丙酮等。由丙烯酰胺改性的氧肟酸高分子，因與鐵離子具有迅速而牢固的螯合作用而使其在油田鉆井、氧化鋁生產(chǎn)的赤泥分離中得到很好的運(yùn)用。從整個(gè)重金屬沉降用絮凝劑來看，氧肟酸型高分子絮凝劑將成為很有前景的一類絮凝劑。絮凝法在水處理中占有非常重要的地位，絮凝劑的使用決定了絮凝的效果。有機(jī)高分子絮凝劑出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代，60年代開始應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域，它具有分子量大，吸附架橋能力強(qiáng)，有多個(gè)官能團(tuán)，絮凝效果好，形成的絮凝體容易過濾，用量少，形成污泥量少且容易處理，不受pH值和溫度的影響等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以針對(duì)處理廢水的性質(zhì)，通過改變官能團(tuán)、官能團(tuán)電性、控制分子量等有選擇的進(jìn)行合成，因此有機(jī)高分子絮凝劑目前在水處理中得到廣泛的應(yīng)用。將重金屬離子的強(qiáng)配位基引入有機(jī)高分子絮凝劑分子中，可獲得具有重金屬捕集功能的螯合劑——高分子重金屬螯合劑。氧肟酸基團(tuán)含有0、N等配位原子，可以和許多重金屬離子形成穩(wěn)定常數(shù)很高的螯合物，把該基團(tuán)引入到有機(jī)高分子螯合劑中即得到氧肟酸類高分子重金屬螯合劑，它既有有機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，又對(duì)重金屬離子具有優(yōu)良的捕集性能，能穩(wěn)定、高效地捕集水體中某些重金屬離子，因此在水污染控制中具有潛在的廣泛用途。與傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法相比，高分子重金屬螯合劑具有以下優(yōu)點(diǎn)藥劑用量少，無須調(diào)節(jié)PH值，操作簡單，重金屬離子不會(huì)因PH值的變化而從污泥中再次析出，不存在二次污染， 它還能通過原高分子絮凝劑的“架橋絮凝”作用降低水中致濁物質(zhì)的含量。因此將其用于水處理的絮凝單元，可以減少后續(xù)處理單元數(shù)，降低處理成本，使重金屬離子的處理變得簡單易行，可為重金屬污染控制開辟新途徑、提供新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，該測(cè)定方法能快速完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取，且步驟簡單，降低了人工成本和時(shí)間成本。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，包括以下步驟(a)制備含銅溶液；(b)然后加入檸檬酸銨溶液，并加入緩沖溶液，搖勻；(c)再加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液，搖勻，靜置；(d)最后加入四氯化碳，用力振蕩，靜置，使分層，完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取。所述步驟(a)中，制備含銅溶液的具體過程為用移液管吸取0. 5ml體積的試份的含銅量，分別置于125ml分液漏斗中，加水至50ml。所述步驟(b)中，加入的檸檬酸銨溶液體積為10ml。所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液為氯化銨一氧氧化銨溶液。所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液體積為5ml。
所述步驟(c)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液體積為5. Oml0所述步驟(C)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的 0. 2%。所述步驟(c)中，靜置時(shí)間為5min。所述步驟(d)中，加入的四氯化碳的體積為10. Oml0所述步驟(d)中，振蕩時(shí)間大于aiiin。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取， 且步驟簡單，降低了人工成本和時(shí)間成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例本發(fā)明涉及的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，包括以下步驟(a)制備含銅溶液；(b)然后加入檸檬酸銨溶液，并加入緩沖溶液，搖勻；(c)再加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液，搖勻，靜置；(d)最后加入四氯化碳，用力振蕩，靜置，使分層，完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取。所述步驟(a)中，制備含銅溶液的具體過程為用移液管吸取0. 5ml體積的試份的含銅量，分別置于125ml分液漏斗中，加水至50ml。所述步驟(b)中，加入的檸檬酸銨溶液體積為10ml。所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液為氯化銨一氧氧化銨溶液。所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液體積為5ml。所述步驟(c)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液體積為5. Oml0所述步驟(C)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的 0. 2%。所述步驟(c)中，靜置時(shí)間為5min。所述步驟(d)中，加入的四氯化碳的體積為10. Oml0所述步驟(d)中，振蕩時(shí)間大于aiiin。上述氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法能快速完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取，且步驟簡單，降低了人工成本和時(shí)間成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于，包括以下步驟(a)制備含銅溶液；(b)然后加入檸檬酸銨溶液，并加入緩沖溶液，搖勻；(c)再加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液，搖勻，靜置；(d)最后加入四氯化碳，用力振蕩，靜置，使分層，完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(a)中，制備含銅溶液的具體過程為用移液管吸取0. 5ml體積的試份的含銅量， 分別置于125ml分液漏斗中，加水至50ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(b)中，加入的檸檬酸銨溶液體積為10ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液為氯化銨一氧氧化銨溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(b)中，加入的緩沖溶液體積為5ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(c)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液體積為5.0ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(c)中，加入的二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的0.2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(c)中，靜置時(shí)間為5min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(d)中，加入的四氯化碳的體積為10.0ml。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法，其特征在于， 所述步驟(d)中，振蕩時(shí)間大于anin。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法。該氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取方法包括制備含銅溶液；加入檸檬酸銨溶液和緩沖溶液后搖勻；加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液后搖勻靜置；加入四氯化碳，完成顯色萃取等步驟。本發(fā)明能快速完成氧肟酸型高分子螯合劑的顯色萃取，且步驟簡單，降低了人工成本和時(shí)間成本。
文檔編號(hào)B01D11/04GK102462976SQ201010542108
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者袁俊海 申請(qǐng)人:袁俊海