华东理工大学于建国教授团队在 Desalination 期刊发表废水及卤水有价成分回收相关文章

华东理工大学于建国教授团队在 Desalination 期刊发表废水及卤水有价成分回收相关文章

华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程研究中心于建国教授团队近日在期刊（583, 2024,）上发表题为“from and brine ion-based: A”的文章。文章第一作者为博士后张晔，通讯作者为华东理工大学林森副教授。

研究亮点

【文章简介】

矿物和矿渣的浸出、农业肥料的使用、皮革制造和炼油过程等行业会产生各种含有多种金属离子和盐类的废水，例如贵金属（银、金、铂族金属）、重金属（铬、铜、镍）、盐类（硼酸盐、磷酸盐和铵盐）、油脂等。这些污染物对环境和人类造成极大危害。此外，一些卤水，如盐湖卤水和高盐水，含有能量金属（如Li+）和盐类（硫酸盐）。从资源回收利用的角度看，这些水溶液体系在某种程度上可以视为重要的矿产资源。

近年来，电化学技术因能有效去除废水中的某些污染物，解决环境污染问题而得到迅速发展。电絮凝作为一种应用广泛的电化学技术，具有操作简单、有效成分含量高、污泥产率低、过程控制精确等优点，在废水中金属离子、油脂等污染物的去除、海水淡化等方面得到了广泛的应用。近年来，许多学者对电絮凝废水处理进行了大量的研究，主要集中在反应参数和电极材料的优化、絮凝物生长和结构的表征、机理分析、与其他技术耦合实现过程强化、电絮凝反应器设计、向体系中添加空气和过氧化氢、极性反转、电极几何形状研究以及工业应用局限性评估等方面。从另一个角度看，电絮凝通常会将污染物从水体转移到生成的絮体中，这些含有污染物的絮体如果不加以利用，在一定程度上会被视为固体废物。 相反，如果能回收其中有价值的成分，则可以成为重要的二次资源，因此近年来电凝聚技术用于废水、盐水中有价值的成分回收的研究日益受到重视，废水中的污染物可以被有效去除，并回收作为不同领域的功能原料。

本文综述了各种电凝聚系统（图1）回收废水和盐水中有价值组分的研究，分析了不同阳极和耦合系统以及有价值组分的回收性能和机理，详细介绍了回收效率、能耗、回收产物的性质以及电凝聚在回收溶液中有价值组分方面的优势和挑战。介绍了复合电极（图2）、外加磁场（图3）、氢气捕获和能量回收等电凝聚系统的改进。分析了节能和规模化应用面临的挑战，并提出了电凝聚强化的若干前景。

图 1. 基于电凝聚的耦合系统，用于从废水和盐水中回收有价值成分

图2 Ni+Fe阳极体系从废水中回收硼

图3 磁场电凝聚系统提高轻质油采收率

电凝聚法可以有效回收卤水中的锂离子，通过调节电流密度和反应时间，锂回收率可达95%左右，且在低锂浓度和高锂浓度卤水中均表现出良好的回收效果。XRD、SEM等分析结果表明（图4），在电凝聚过程中，锂与体系生成的非晶态氢氧化铝发生化学反应，生成氢氧化铝锂沉淀，从而实现高效的锂回收。

图4 电凝聚过程中产生的(a)Al(OH)3和(b)LiCl⋅2Al(OH)3⋅xH2O

展望了未来的研究方向，通过耦合氢气回收系统、开发新型阳极系统，实现强化电凝聚回收有价组分工艺，提高回收效率、降低能耗；深入研究电凝聚回收溶液中有价组分的机理，开发基于电凝聚技术的溶液中有价组分回收新方法。

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