Ultrasonic Extraction of Trace Iron in Iron Tailings with Ionic Liquid [Emim]PF6-Phenanthroline
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摘要: 铁尾矿不仅造成资源的浪费，同时也给环境带来严重的污染。针对铁尾矿具有组分复杂且铁含量较低的特点，本文采用离子液体[Emim]PF6-邻二氮菲超声萃取分离体系，对铁尾矿样品中的铁进行萃取。为提高铁尾矿中铁的萃取率，考察了离子液体用量、温度、pH值等萃取条件对萃取率的影响。结果表明，在萃取体系中加入0.8 mL邻二氮菲、1.0 mL离子液，控制温度80℃、pH值为7.3、萃取时间为30 min时，铁矿泥中微量铁的萃取率可达92.74%，而且共存离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+不影响水相中铁的测定。对使用后的离子液体进行反萃取研究发现，当反萃取时的pH > 11时，回收的离子液体稳定性降低；而低温加热对使用后的离子液体反萃取影响较小，使用后的离子液体经NaOH处理回收，其红外谱图与使用前基本一致，表明回收的离子液体可重复使用。与传统的液液萃取方法相比，本萃取方法具有离子液体用量少、萃取率高、易回收等特点，可用于铁尾矿中金属铁的回收利用。Abstract: Iron tailings are not only a waste of resource, but also bring serious environmental pollution. On account of the complex components and lower iron content in iron tailings, the ultrasonic extraction system of ionic liquid [Emim]PF6-phenanthroline to extract trace iron from iron mud samples has been improved and the method is described in this paper. In order to improve the iron extraction rate from iron tailings, the effect factors were studied, such as the ionic liquid dosage, temperature and pH value on the extraction rate. The results show that the extraction rate of the trace iron from iron mud reached 92.74% under the addition of 0.8 mL phenanthroline, 1.0 mL ionic liquid, and the pH value was 7.3 when the extraction time was 30 minutes at 80℃. Moreover, the co-existence ions of K+, Na+, Ca2+, Mg2+ and Zn2+ had no effect on iron determination. Meanwhile, the back extraction study for the used ionic liquid revealed that the stability of the recovered ionic liquid was lowered when the pH value was more than 11. However, low temperature heating had relatively slight effects for back extraction on the used ionic liquid. The used ionic liquid can be treated and recovered with NaOH solution and the infrared spectrogram remained almost the same as the new ones, which can be reused after the recovery. Compared with the traditional methods of liquid-liquid extraction, this method has the advantages of lower dosage of ionic liquid, higher rate of extraction and easier recovery, and it can be applied to the recovery of the iron from iron tailings.
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Keywords:
- iron tailing /
- iron /
- ionic liquid /
- phenanthroline /
- ultrasonic extraction
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2013年7月22日至8月3日，《岩矿测试》副主编、加拿大McMaster大学Lesley. M. Egden博士应邀来华为我刊作者进行“英文科技论文写作系列培训”。其间，我们在北京、青岛、成都三地举办了两期学习班和一次全国性学术报告会。
一位以英语为母语的外籍副主编，为一个中文期刊修改英文摘要，这听来也许并不难。但她作为一位在职的研究人员，已经坚持为我刊修改英文摘要三年了。三年来，她不仅对每一篇摘要作了英文行文中的修改，还给出了学术上更专业的表达建议，她不但没有因为我们耽误了她宝贵的时间而推辞，而且每次都能按时按点、按质按量地提交修改稿。这种节奏和压力，绝非一个没有亲历过期刊出版倒计时轮回的人能轻易体验到，这样繁杂细琐却需要绝对耐性和责任感的工作，也非每一个人可以数年如一日的坚持下来。
英文写作表达的对与错，常常差之毫厘，谬以千里，但这还不算最难的，最难的在于一种语言表达的习惯，几个均可的说法，只有一个最佳表达，你能说为什么做这样的选择，但很难解释清楚为什么。遇到这些情况，Lesley从未表现出一丝不屑和不耐烦，她总是以绝对真诚、耐心和友善的方式尝试从各种不同角度解答并确保每个学员都能理解。举手投足，一颦一笑，无不透出她发自心底的率真、善良、乐观和真诚，让人深深羡慕之余也不禁思忖，究竟是生活在怎样透明无邪的环境中，才能让她一直如此纯粹和真实？！
善良和真诚是一种品质。这样善良、真诚而真实的朋友，遇上一个是人生幸事，多有两个便是贪恋了。Lesley就是这样一位朋友。
Lesley是我见过的最痴迷于 Chinese Tea的老外，没有之一。学术交流之余，品茶和论茶，便成了我们谈论最多的话题。一日，她为了找到一种自己喜欢的地方特色茶，顶着烈日拉着我这个茶友兼“砍价工具”寻觅了一整个下午，踏遍了半个城市，走得口干舌燥，忽然在一僻静深巷，觅得一茶店，泡得一杯清茶，杯中嫩尖轻竖，鹅黄浅绿，香远益清，顿觉沁人心脾，意兴盎然。在这个炎夏看一壶嫩绿慢吐春日旧事，竟也别有一番美意。她每每喝到心仪的茶，总是一副目似暝，意暇甚的样子，飙出一句 I like it!这颇具穿越色彩的形象，直到现在还让人不禁掩卷长乐。
Lesley十分爱茶，从苦荞，胎菊，到普洱，龙井，她都能视若珍宝。这倒让我们这些惯以价格衡量茶品的人俗耐了不少，真是打天上掉下来一位不染凡尘的仙女，和我国传统仙女不同的是会爽朗大笑加满口洋文。快要离开中国的时候，她颇为得意的指着行李箱说，好庆幸这次来中国是夏天，因为这样可以少带一点衣服，多背一点茶叶回去，否则她即使整个坐在行李箱上也不能把行李箱盖上啊，哈哈哈……。这一席话说完，在场的人笑倒了一地。请问这位可爱的副主编大人，您每次都是这样将您视若珍宝的茶叶带回去的么？
这便是我们的副主编，在这个炎夏带给我们迭起的笑声和清新小插曲的Lesley。
这份夏日里她带给我们每个人的快乐，愿与您分享！
主编：罗立强
2013年8月10日
于北京
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图 3 超声萃取时间对萃取率的影响
Figure 3. Effect of ultrasonic extraction time on extraction efficiency
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图 7 不同pH值时回收离子液体的红外光谱
Figure 7. The infrared spectra of recycling ionic liquid at different pH values
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图 8 不同温度时回收离子液体的红外光谱图
Figure 8. The infrared spectra of recycling ionic liquid at different temperature
表 1 样品分析结果
Table 1 Analytical results of actual sample
ρ(Fe)/(μg·mL-1) 回收率/% RSD/%
(n=5)w(Fe)/% 本法
测定值加标量 加标后
测定值ICP-AES
法测定值3.743 1.805 5.508 3.804 97.78 6.2 6.5 3.743 3.697 7.392 3.803 98.70 3.743 7.480 11.140 3.796 98.89 
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