申请日2014.10.06
公开(公告)日2016.06.29
IPC分类号C02F1/62; C02F1/52; B01D61/00
摘要
本发明提供了用于从液体介质中分离金属的方法和组合物，所述方法使用了来源于至少两种单体，即丙烯酸-x和烷基胺的共聚物，其中所述聚合物经改性以包含能够对一种或更多种含有一种或更多种金属的组合物进行净化的官能团。然后使经处理的液体通过过滤系统。处理与过滤的组合的净化效果出乎意料地大于其部分的总和。
权利要求书
1.一种从含有一种或更多种金属的介质中除去所述金属的方法，包括以下步骤：
(a)用包含来源于至少两种单体，即丙烯酸-x和烷基胺的共聚物的组合物处理含有金属的所述介质，
(b)使经处理的介质通过过滤器，以及
(c)收集所述金属;
其中所述丙烯酸-x具有下式：
其中X为OH及其盐或NHR2，其中R1和R2为H或烷基或基团，其中所述聚合物的分子量为500至200,000，并且其中所述聚合物经改性以包含能够对含有一种或更多种金属的所述介质进行净化的官能团。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述过滤器选自：砂滤器、纸、及其任意组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述过滤器选自：超滤、纳滤、微滤、逆流过滤、浸没式膜过滤、反渗透、及其任意组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述官能团为二硫代氨基甲酸盐基团，并且其中所述聚合物具有5摩尔%至100摩尔%的所述二硫代氨基甲酸盐基团。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述丙烯酸-x为丙烯酸或其盐并且所述烷基胺为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二亚乙基三胺或三亚乙基四胺或乙二胺，其中丙烯酸-x与烷基胺之间的摩尔比为0.85至1.5;其中所述聚合物的分子量为1,500至8,000;并且其中所述聚合物经改性以包含大于20摩尔%的二硫代氨基甲酸或其盐。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述丙烯酸-x为丙烯酰胺并且所述烷基胺为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二亚乙基三胺或三亚乙基四胺或乙二胺，其中丙烯酸-x与烷基胺之间的摩尔比为0.85至1.5;其中所述聚合物的分子量为1,500至8,000;并且其中所述聚合物经改性以包含大于20摩尔%的二硫代氨基甲酸或其盐。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质为含水工艺流。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属选自：铜、镍、锌、铅、汞、镉、银、铁、锰、钯、铂、锶、硒、砷、钴、金、及其任意组合。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括用络合量的水溶性二氯乙烷氨聚合物对所述工艺流进行另外的处理，所述二氯乙烷氨聚合物的分子量为500至100,000，包含5摩尔%至80摩尔%的二硫代氨基甲酸盐基团以形成这些金属的络合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物处理在300℃或低于300℃的温度下发生。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述共聚物还包含荧光基团。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质在用净化聚合物处理之前先用氧化剂处理。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质在用净化聚合物处理之前先进行pH调节。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质在用净化聚合物处理之前、同时或之后用另一种凝结剂处理。
15.一种从含有一种或更多种金属的水中除去所述金属的方法，包括以下步骤：
(a)用包含来源于至少两种单体，即丙烯酸-x和烷基胺的共聚物的组合物处理含有金属的所述水，
(b)使经处理的水通过过滤器，以及
(c)收集所述金属;
其中所述丙烯酸-x具有下式：
其中X为OH及其盐、或NHR2，其中R1和R2为H或烷基或基团;其中所述聚合物的分子量为500至200,000;其中所述聚合物经改性以包含能够对含有一种或更多种金属的所述介质进行净化的官能团;
并且其中所述一种或更多种金属与所述组合物之间的混合条件是这样：使得它们形成共聚物-金属络合物的聚集体，所述聚集体具有这样的尺寸分布：使得如果没有所述过滤器，大部分所述络合物不能被收集。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述过滤器包括所述水通过的膜，并且仅在短的持续时间期间发生所述混合以形成比所述膜的孔径更大的共聚物-金属络合物的聚集体。
说明书
从废水流中除去重金属的方法
背景技术
本发明涉及用于通过使用过滤系统和其他分离系统从工业废水中除去汞和其他重金属的组合物、方法和装置。由于严格的环境法规和/或水的短缺，在排放或再利用之前，工厂必须从其废水中除去重金属。大部分废水通过商品二硫代氨基甲酸酯/盐(DTC)和/或三硫代碳酸酯/盐(TTC)化学或者特制品聚合DTC化合物来处理，然后在澄清器中分离经沉淀的金属。近年来，越来越多地将超滤(UF)或微滤(MF)膜代替澄清器用于固-液分离，因为UF/MF膜工艺更加小型并且产生非常高品质的水(几乎没有悬浮固体并且浊度可忽略不计)。根据再利用的目的，UF或MF透过物可以在进行或不进行任何进一步处理的情况下再利用。更重要的是，膜过滤允许进一步更高的金属除去率以满足在ppb(十亿分率)或ppt(万亿分率)浓度范围中的严格的金属排放限制。因此用于通过使用过滤系统从工业废水中除去汞和其他重金属的新的组合物、方法和装置存在明显的需求和用途。
这部分中描述的技术不旨在构成对本文所提及的任何专利、出版物或其他信息相对于本发明为“现有技术”的承认，除非明确地如此指明。此外，这部分不应被解释为意指已做出检索或者不存在如37CFR§1.56(a)中所规定的其他相关信息。
发明内容
为了满足长期存在但未解决的上述需要，本发明的至少一个实施方案涉及从含有一种或更多种金属的介质中除去所述金属的方法。所述方法包括以下步骤：(a)用包含来源于至少两种单体，即丙烯酸-x和烷基胺的共聚物的组合物处理含有金属的所述介质，(b)使经处理的介质通过过滤器，以及(c)收集所述金属;
其中丙烯酸-x具有下式：
其中X为OH及其盐或NHR2，并且其中R1和R2为H或烷基或基团，其中所述聚合物的分子量为500至200,000，并且其中所述聚合物经改性以包含能够对含有一种或更多种金属的所述介质进行净化的官能团。
过滤器可选自砂滤器、纸、超滤、纳滤、微滤、逆流过滤、浸没式膜过滤、反渗透、及其任意组合。官能团可为二硫代氨基甲酸盐基团。聚合物可具有5摩尔%至100摩尔%的所述二硫代氨基甲酸盐基团。
丙烯酸-x为丙烯酸或其盐，并且烷基胺可为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二亚乙基三胺或三亚乙基四胺或乙二胺。丙烯酸-x与烷基胺的摩尔比可为0.85至1.5。聚合物的分子量可为1,500道尔顿至8,000道尔顿。聚合物可经改性以包含大于20摩尔%的二硫代氨基甲酸或其盐。丙烯酸-x为丙烯酰胺，并且烷基胺可为五亚乙基六胺或四亚乙基五胺或二亚乙基三胺或三亚乙基四胺或乙二胺，丙烯酸-x与烷基胺的摩尔比可为0.85至1.5;聚合物的分子量可为1,500至8,000;聚合物可经改性以包含大于20摩尔%的二硫代氨基甲酸或其盐。
介质可以是含水工艺流。金属可选自铜、镍、锌、铅、汞、镉、银、铁、锰、钯、铂、锶、硒、砷、钴、金、及其任意组合。所述方法还可包括用络合量的水溶性二氯乙烷氨聚合物对工艺流进行另外的处理，所述二氯乙烷氨聚合物的分子量为500至100,000，其包含5摩尔%至80摩尔%的二硫代氨基甲酸盐基团以形成这些金属的络合物。
聚合物处理可在300℃或低于300℃或高于300℃的温度下发生。共聚物还可包含荧光基团。介质可在用净化聚合物处理之前先用氧化剂处理。介质可在用净化聚合物处理之前先进行pH调节。介质可在用净化聚合物处理之前或之后用另一种凝结剂处理。
本文还描述了另外的特征和优点，并且其将由以下详细说明而明显。