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含镉废水的处理与镉资源回收，是电镀、电池等行业面临的现实问题。一项针对二壬基萘磺酸（DNNSA）-煤油体系萃取废水中镉离子的动力学研究，采用恒界面池考察了搅拌转速、萃取剂浓度、镉离子浓度和温度对萃取速率的影响，并得到了相应的萃取动力学方程，为萃取过程的控制与设备设计提供了基础理论数据。

含镉废水的来源与回收价值

金属镉广泛应用于工业生产中，主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀，以及制造体积小、电容量大的电池。随着新材料和新技术的不断发展，镉在现代工业中的需求量不断提高，而世界矿产资源逐渐枯竭，对各类含镉二次资源进行再生利用具有十分重要的意义。

从废水来源看，80%以上的含镉废水来自电镀行业。前期研究已关注二壬基萘磺酸的性能，为了更深入了解DNNSA反胶团萃取镉的机理，进一步判定DNNSA反胶团溶液萃取镉的动力学特性，研究人员对DNNSA反胶团溶液萃取废水中镉的动力学进行了研究。

萃取动力学研究的方法与装置

因萃取过程动力学位于多相体系的物理化学、流体力学及两相间质量传递的交叉处，研究具有一定的困难性和复杂性。测定萃取速率及研究影响萃取速率的因素有多种实验方法，主要研究装置包括支撑液膜池、短时间相接触池、生长液滴池、单液滴池、空分混合池和恒界面池等。

恒界面池的应用特点

恒界面池是应用较为广泛的萃取动力学研究实验装置。采用恒界面池可测定不同时间间隔有机相或水相中所萃组分的浓度变化，使用简单，易实现连续测定和自动控制，研究结果正确可靠。恒界面池通过调节搅拌速率消除扩散影响，在两相界面状态稳定的情况下，测定被萃物质浓度与时间的变化关系，即可计算得到萃取速率；再根据萃取速率与搅拌速率、温度、萃取剂浓度和被萃物浓度的关系，便可确定萃取过程的控制模式及萃取速率方程。

实验原料与测试条件

• 实验原料：硝酸镉、氧化镉、盐酸、二壬基萘磺酸、煤油；除二壬基萘磺酸和煤油外，其余均为分析纯。
• 考察因素：搅拌转速、二壬基萘磺酸浓度、镉离子浓度和温度。
• 测试方式：以恒界面池测定萃取速率，并结合FT-IR分析反应产物。

主要研究结果

实验结果表明，镉离子的萃取速率在200 r/min时出现与搅拌强度无关的化学反应动力学“坪区”；FT-IR结果表明，反应产物为磺酸盐。在动力学“坪区”内，各因素的影响表现为：

• 镉离子萃取速率随萃取剂浓度增加而增加；
• 萃取速率随水相中镉离子浓度增加而增加；
• 萃取速率随温度升高而增加，萃取活化能为11.8 kJ/mol。

在此基础上，研究得到了DNNSA萃取废水中镉离子的萃取动力学方程。

研究意义

该研究在动力学“坪区”考察了各种因素对萃取速率的影响，并对DNNSA反胶团萃取镉的机理进行了初步探讨，可为有效控制和强化萃取过程、设计萃取设备提供基础理论数据。对含镉废水治理与重金属资源回收领域而言，此类动力学基础数据的积累，有助于提升工艺放大与设备选型的可靠性。山东中耀康威环保设备持续关注环保设备行业相关技术与应用资讯。