扩散渗析法从铜冶炼废酸中回收硫酸的研究_张玲玲
扩散渗析和电渗析用于酸回收技术介绍
扩散渗析和电渗析用于酸回收技术介绍国内废酸系统多以无机废酸为主，约占60-70%,其余为有机酸，废酸年产生量上亿吨。
化工、钢铁企业、金属加工、轻工业、石油冶炼业、纤维工业、矿产加工业、蓄电池工业等领域，往往是废酸处理的需求集中地。
针对于废酸处理，目前国内方向可以说大致三点：无害化、减量化、资源化。
实际上国内将近40%的废酸液被简单中和处理，一定程度上造成酸资源的浪费。
而资源化是膜界较为推崇的处理方式，在这类系统中，基本是考虑酸的回收和循环利用。
用膜技术来处理废酸，主要介绍涉及离子交换膜的两种处理工艺：1扩散渗析TD扩散渗析，顾名思义，主要由浓度差扩散而回收酸，但是核心部分是配套阴离子交换膜，利用膜的选择透过性，可以有效实现废酸的回收。
酸的种类可以包括：HF、硝酸、硫酸、盐酸等单一或混合组分。
扩散渗析的原理如下：DiffiisionDia1ysisSeparationProcess在钢铁、金属加工等行业，废酸系统往往还混有其它重金属离子杂质，扩散渗析在实现酸回收的同时，还能实现大部分金属离子的截留，可以得到纯度相对较高的酸液，满足回用标准。
扩散渗析回收酸系统完全靠膜性能和浓度差实现酸的回收，系统配套简单，常压运行、运行成本非常低，主要为输送泵的能耗费用。
系统配套基本组成如下：从扩散渗析工艺流程可知：1废酸流向和纯水循环流向相反，目的是提高酸回收率；2.纯水工艺配套了加热系统，主要目的是降低溶液溶氧量和提高回收效率。
由于扩散渗析主要靠浓度差，所以针对于废酸系统，废酸的进水浓度需要具有一定的要求，一般H+浓度为2至8mo1∕1,此时对于系统酸的回收率常规为60-90%o目前国内外拥有扩散渗析技术的厂家非常多，技术相对成熟，其中以中国、美国、日本、德国为主。
以美国某企业产品和工程为例:Pictureofthefi1trationskidandsi×diffusiondia1ysismembranemodu1es.Thesystemprocesses1800ga11onsptrdayofanacid1eachingso1utionandrecovers90%ofthehydro'!or!ftceid<,.j冽j-forrecyc1ingtotheore1eachingoperation1国内做离子交换膜基本也涉及扩散渗析，且扩散渗析设备多为板式结构。
扩散渗析法回收化成箔酸性废液中的硫酸和磷酸
硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等无机酸在铝电解电容器生产中的 应用非常广泛，无论是腐蚀、化成还是工作电解液中均有使用， 但使用过程中会产 生 大 量 的 含 酸 废 液 ［１－２］。 这 些 废 酸 如 果 直 接排放，不仅会对 周 边 环 境 造 成 严 重 的 污 染，还 会 造 成 资 源 的 极大浪费。目前针对这些废酸，通常采用石灰中和的方式进行 处理，但中和过程 需 要 消 耗 大 量 的 碱，浪 费 资 源 的 同 时 还 会 产 生大量的废水废渣造成二次污染，严重地阻碍了相关行业的可 持续发展，对人类的生存环境构成了严重的威胁。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｃｉｄｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｆｏｉｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔａｉｎｓａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆａｃｉｄｓ，ｕｓｕａｌｌｙｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｌｉｍｅ ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｓｔｉｓｈｉｇｈａｎｄｔｈｅｕｓｅｆｕｌｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｔｈｅｒｅｉｎａｒｅｎｏｔｒｅｃｏｖｅｒｅｄｗｉｔｈｑｕｉｔｅａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒａｎｄｗａｓｔｅｓｏｌｉｄｐｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｒｅａｔｅｄｔｈｅａｃｉｄｉｃｗａｓｔｅｅｆｆｌｕｅｎｔｉｎｆｏｉｌｆｏｒｍｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｂｙｄｉｆｆｕｓｉｏｎｄｉａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｔｈｅｒｅｉｎｗｅｒｅｒｅｃｏｖｅｒｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｄｉａｌｙｓｉｓ；ｖｉｔｒｅｏｕｓｆｏｉｌｓ；ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ
扩散渗析法在废酸回收利用方面的应用与研究
增刊2扩散渗析法在废酸回收利用方面的应用与研究阿里木·克热木（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）摘要强酸溶液作为有色行业、新材料加工行业不可或缺的基本原料，大量的排放不仅浪费了大量的可用资源，而且导致了严重的环境污染问题，正在影响着企业的生存和发展。
扩散渗析法的利用有效缓解了这一问题。
不仅保证了企业健康发展，同时有效缓解了企业发展与生态环境之间的矛盾。
关键词废酸扩散渗析法金属离子1扩散渗析法利用前景盐酸、硫酸强酸溶液是钛白粉、钢铁制造等行业不可缺少的化工原料。
这些行业在生产工艺中为防止金属离子过多的富集不可避免的形成排放。
我国此类废液排放量十分惊人，通常生产1t钛白粉需要排放200~400t废酸液，生产1t钢材需要排放55~72kg废酸液。
这些废酸液的排放，不仅浪费了大量的可用资源，而且导致了严重的环境污染问题，正在影响着企业的生存和发展。
利用扩散渗析法对废酸进行回收再利用，可以从根本上解决资源紧张和环境污染问题。
2扩散渗析法回收酸基本原理扩散渗析法原理是以浓差做推动力，溶液中小分子溶剂向水一侧扩散的过程。
如果在一组具有选择性透过的阴离子均相膜两侧分别通入废酸液及接受液(自来水)时，废酸侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧，那么由于浓度梯度的存在，废酸及其盐类就具有向接受液(自来水)渗透的趋势。
阴离子均相膜具有选择透过性，不会让每种离子以均等的机会通过。
阴离子均相膜骨架本身带正电荷，在溶液中具有吸引带负电荷水化离子而排斥带正电荷水化离子的特性，故在浓度差的作用下，废酸侧的阴离子被吸引而顺利地通过膜孔道进入水的一侧。
同时，根据电中性要求，也会夹带正电荷的离子。
由于H+的水化半径比较小，电荷较少，而金属盐的水化离子半径较大，又是高价的，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。
由于采用逆流操作，也就是说废酸和接受液(自来水)流动方向相反，在废液出口处，酸室中的酸因扩散大大降低了浓度。
扩散渗析法回收铝氧化废液中硫酸的研究
果 的影 响 以及 金 属 离 子 的 存 在 对 Ｈ 扩散 速 率 的 影 响 。动 态 实 验 结 果 表 明 ， 在水 料流量 比为 １ 、 流 量控制在 ４ ０ ０—５ ０ ０ ｍ ｌ ／ ｈ 时， 酸 的 回收 率 接 近 ８ ０ ％， 回收 液 酸 的浓 度 接 近 原 液 浓 度 ； 增 加水 料 流 量 比可 提 高 酸 的 回收 率 ， 但 回 收 液 中 酸 的 浓 度 会 有 所 下降 ， 因 此 控 制 水 料 流量 比 在 １～１ ． ２之 间 较 为 理 想 。 关键词 ： 扩散渗析 ； 铝氧化 ； 酸回收 ； 离 子 交 换 膜
Ｋｅ ｙ ｗ ｏｒ ｄｓ： ｄｉ ｆ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ；ａ ｌ ｕｍｉ ｎｕ ｍ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ；ａ ｃ ｉ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｙ ；ｉ ｒ ｏ ｎ ｅ ｘ ｃ ｈａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｍｂｒ ａ ｎ ｅ
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ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｃ ｕｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｄｉ ｆ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ・ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｈ ＋ ｄ ｉ ｆ ｆ ｕｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｙ ｒ ｗａ ｓ ｎ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ８０％ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｃ ｉ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｗａ ｓ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈａ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｆ ｅ ｅ ｄ ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈｅ ｌｏ ｆ ｗ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｆ ｅ ｅ ｄ ｗａ ｓ １： １ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｌｏ ｆ ｗ ｒ ａ ｔ ｅ ｗａ ｓ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ａ ｔ ４０ ０—５ ００ ｍｌ ／ｈ． Ａｈｈ ｏ ｕｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂｅ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，ｔ ｈ ｅ
扩散渗析法回收湿法炼铜厂电解贫液中的硫酸
湿法厂委托专业的膜技术公司进行扩散渗析法 回收 电解贫液中硫酸的工程设计 、 设备安装 、 调试及提供 全套设备， 建成 ４ ８ ｍ 。 ／ ａ的硫酸回收系统 ， 经过一年
半 多 的生产运 转 ， 取得 了较 为满 意 的效 果．
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ １ — ０ ５ ；修改稿收到 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ６ — １ ５
终， 达 到选择性从 电解贫液 中回收硫 酸的 目的．
有价资源铜、 酸， 还将产生大量中和渣引发环境的二 次污染 ， 且增大尾矿库堆存中和渣的库容压力［ １ ］ ．
为此 ， 提 出采 用扩散 渗 析法 回收硫 酸 的方法 ． 该 法可 收硫 酸 、 盐酸 、 氢氟 酸 、 硝酸等 ， 已广泛应 用 于各 种排 放废 酸 的领 域 ， 如 钢铁 工 业 、 钛 白粉 工 业 、 稀 土 工业 及其 他有 色 金属 冶 炼 业 等 ［ ２ ］ ． 因此 ， 紫金 山铜
２ 水 质 及 处 理 工 艺
２ ． １ 水体水 质 该 厂定期 开 路外排 的 电解贫 液 ， 其 水质 为 ： 温 度
第一作者 简介 ： 朱秋华 （ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 男， 福建龙岩人 ， 工程 师， 主要从 事膜技 术在有 色金属采 、 选、 冶过 程 中的应 用研究 工作 ，
Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ￣ ｚ ｑ ｈ ｌ ２ １ ２ ＠１ ６ ３ ． Ｃ Ｏ ｎ ｒ
第１ 期
朱秋华等 ：扩散渗析法 回收湿法炼铜厂 电解贫 液中的硫 酸
约１ ０ ￣３ ５℃ ， ［ Ｈ２ Ｓ ｏ ４ ］ 平均为 １ ７ ６ ． ８ ￣２ ０ ５ ． ８ ｇ ／ Ｌ ，
２ ． ３ 系统评 价指 标
种 自然扩散过程 ， 具有工艺 简单 、 分离主体不耗电、 无 污染 等优 点．
废硫酸回收利用技术的研究分析
废硫酸回收利用技术的研究分析发布时间：2021-05-06T06:39:24.003Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者： 1何峰；2宫雪丽[导读] 硫酸是工业生产企业普遍使用的原材料之一。
就目前来看，多数工业企业对硫酸的利用率并不高，在生产过程中所产生的含有硫化物的废水直接排放到环境中，造成硫酸资源大量浪费的同时，对周边的环境造成了恶劣的影响，废水中的硫化物会使周围的土壤酸化，不利于生态环境建设[2]。
1新疆美克化工股份有限公司新疆库尔勒市 841000；2中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒市 841000摘要：目前，在化工产业、冶金产业的发展过程中，通常把硫酸做为其生产原料之一，在生产过程中硫酸会发生一系列的化学反应，产生以稀硫酸为主包含各种硫化物的工业废水，若直接将工业废水进行排放，不仅会造成硫酸的浪费，增加硫酸的使用成本，还会对环境造成严重的影响。
因此，多数生产企业都会对工业废水中的硫酸进行回收利用，以节约企业的运行成本。
关键词：废硫酸；回收利用；技术；工艺前言：在化工业、冶金业的发展过程中，利用相关的科学技术手段对工业废水中的硫酸进行回收利用，不仅可以保证环境资源不被破坏，同时回收的硫酸继续应用到企业的生产过程中，很大程度的节约了企业的运行成本，提高企业的经济效益[1]。
因此，本文将通过对废硫酸回收的重要性以及废硫酸的来源进行分析，进而对现阶段废硫酸的回收利用技术做出详细阐述。
一、废硫酸回收的重要性硫酸是工业生产企业普遍使用的原材料之一。
就目前来看，多数工业企业对硫酸的利用率并不高，在生产过程中所产生的含有硫化物的废水直接排放到环境中，造成硫酸资源大量浪费的同时，对周边的环境造成了恶劣的影响，废水中的硫化物会使周围的土壤酸化，不利于生态环境建设[2]。
在对工业废水的成分进行分析时人们发现，在工业企业所排放的废水中不仅含有大量的硫化物，还存在着大量的工业杂质，对废硫酸的回收再利用带来了一定的影响。
扩散渗析在化成箔酸性废水处理中的运用
环保与节能44 | 2019年2月PAC 之后,对低浓度的乐果物质去除率在70％左右,并且对于中低浓度的敌敌畏毒素去除率也可以达到90％以上。
4.2 在水沉淀后投加活性炭的应用在水处理混凝沉淀池之后投加活性炭,对于有效去除有机物质会产生良好的效果,研究表明在过滤池石英砂滤料中增加设置活性炭过滤材料,对于提高过滤后出水的质量有很大帮助,同时炭砂滤池对TOC、UV 254的去除效率比单层的石英砂滤池,分别高出了24.84％、12.5％。
同时在水处理联用技术中,较常采用的方法是臭氧处理和活性炭联合使用的方法,(O 3-BAC)技术利用了臭氧氧化性较强的特性,以及活性炭表面活性和张力较强的特性,能对水中的有机物进行良好的去除。
并且采用(O 3-BAC)处理方法可以使臭氧达到再生使用的效果,并且在处理的过程中能够一直保持活性炭应该保持的吸附特性。
臭氧与活性炭联用方法,已经在污水处理方面等到了广泛的实践以及应用。
通过对于南方运行了6年的臭氧活性炭水处理技术研究表明,即使在处理中活性炭的亚甲蓝和碘值远低于标准值O 3-BAC 标准时,采用臭氧活性炭任对水中的有机物有较好的处理效果。
4.3 活性炭在超滤前膜中的应用现在的一些小型水质处理厂,采用联合水污染处理中主要应用活性炭超滤膜联用的方法,(PAC/UF)此种的工艺不仅对于水质中的有机物具备有效处理之外,并且还可以提高水处理中的透水通量。
并且能够防止在使用超滤前膜水处理中产生污染现象。
据有关研究表明在超滤前膜和活性炭联用处理法中,在工艺之前加入50mg/L 的PAC,对于水中的色度和酸腐值去除率分别增加36％和49％。
5 活性炭在水处理应用中的难题活性炭在水厂处理使用时,成本较高,同时活性炭的再生性能较差,并且应用活性炭对于水厂的自动化设备要求较高,所以虽然活性炭的处理效果极佳,但是在大规模的应用上仍然有待继续开发。
采用常规方法处理水质污染,在面对突发水质污染情况时,采用常规处理方法很难达到饮用水质处理标准,对于饮用水质出现内分泌干扰物、抗生素残留物、藻类污染时就很难进行有效处理。
扩散渗析法回收脱漆废液中的硫酸
广东化工2019年第24期·32· 第46卷总第410期扩散渗析法回收脱漆废液中的硫酸吴文彪，覃伟宁，徐文彬*(东江环保股份有限公司，广东深圳518057)Recovery of Sulfuric Acid from Waste Depainting Liquid by Diffusion DialysisWu Wenbiao,QinWeining,Xu Wenbin *(Dongjiang Environment Company Limited,Shenzhen 518057,China)Abstract:In order to solve the problem of high treatment cost or high equipment investment on disposing the waste concentrated sulfuric acid,diffusion dialysis was used to recover sulfuric acid from waste depainting concentrated sulfuric acid in this paper.The effects of acid/water velocity and acid/water flow ratio on the recovery rate of sulfuric acid and the interception rate of iron ion and COD were investigated.When the acid/water flow ratio is equal to 1,with the increase of acid/water flow velocity,the recovery of sulfuric acid decreased,while the interception rate of iron ion and COD increased.Under the condition of a certain amount of acid intake,with the decrease of acid/water flow ratio,the recovery of sulfuric acid increased,while the interception rate of iron ion and COD decreased.When acid/water flow ratio is 12︰20,the recovery rate of sulfuric acid is 88.93%,and the interception rate of iron ion and COD is 85.84%and 77.72%,respectively.This method can recover sulfuric acid with a concentration of about 40%,which can be used for pickling and derusting or other places where sulfuric acid is needed.The acidity of the residual solution is about 5%~8%,which can be directly neutralized with lime,which can greatly reduce the amount of lime and landfill amount of waste residue.Keywords:diffusion dialysis ；recovery ；waste depainting liquid ；concentrated sulfuric acid小家电铁质部件(如电风扇网罩等)在喷漆生产过程中，会产生部分喷漆效果不佳的不良品，工业上通常采用浓度为95%~98%浓硫酸来处理，使不良品表面涂层漆磺化、碳化，后续经高压水洗进行脱除，再重新上漆制成成品。
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铜 业 工 程 2009 l 3文章编号:1009-3842(2009)03-0040-03扩散渗析法从铜冶炼废酸中回收硫酸的研究张玲玲(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424)摘 要:介绍了采用扩散渗析技术从铜冶炼废酸中回收硫酸的研究,与传统处理工艺相比,扩散渗析法能耗低、环境污染小,酸回收率达到90%以上,并能有效截留主要杂质。
关键词:扩散渗析;废酸;回收中图分类号:TQ111.1文献标识码:A在冶炼行业,含硫铜精矿冶炼产生的烟气经收尘处理后,一般用来制取成品硫酸,但这种处理后的烟气除含有大量的二氧化硫,还含有一些固态的尘和气态的三氧化二砷、氟化物、三氧化硫及其它有色金属的氧化物、硫化物、硫酸盐等。
尘、砷、氟等会对制酸催化剂、设备和成品酸质量产生危害,因此需先除掉这些有害杂质。
目前,大多数企业均采用动力波技术对此烟气进行净化,产生的洗涤液即为废酸。
此废酸中含有浓度较高的H 2SO 4、Cu 2+等,对其中的有价元素进行回收,无论是从资源回收还是环境保护来说,都具有很大的经济效益和社会效益。
目前,国内处理此废酸的方法主要有硫化-石膏沉淀法等,但这些传统的处理工艺存在试剂消耗大、产出的废渣易造成二次污染等问题。
本研究采用操作方便、能耗低、环境污染小的扩散渗析法对废酸进行处理,它是以浓差为推动力,利用膜的选择透过性使酸与杂质分离,分别进入回收酸和残液。
收稿日期:2009-08-291 扩散渗析技术简介扩散渗析器由一定数量的膜组成不同数量的结构单元,其中每个单元包括渗析室(A )和扩散室(B),如图1所示。
在阴离子均相膜的两侧分别通入废酸和自来水时,废酸侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧,因此由于浓度梯度的存在,废酸及其盐类有向B 室渗透的趋势,由于阴膜具有选择透过性,不会让每种离子以均等的机会通过。
阴膜骨架本身带正电荷,在溶液中具有吸引带负电荷水化离子而排斥带正电荷水化离子的特性,故在浓度差的作用下,废酸侧的阴离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧,同时根据电中性要求,也会夹带带正电荷的离子,由于H +的水化半径比较小,电荷较少,而金属盐的水化离子半径较大,又是高价的,因此H +会优先通过膜,这样废酸中的酸就被分离了出来。
图1 扩散渗析回收废酸原理示意图目前有文献报道的扩散渗析阴膜主要有日本旭硝子公司生产的扩散渗析阴膜DSV,我国宁波环保设备厂生产的S 2O 3阴膜,我国山东海洋化工科学研究院生产的DF 系列阴膜,这几种阴膜代表了不同的工艺过程,但DF 系列膜是唯一不使用剧毒致癌物质氯甲醚的阴膜,该膜采用聚合物溴化交联工艺制备,具有较好的化学和机械稳定性,并且可以通过溴化位置及含量的不同,方便地控制膜的含水量,获得适合不同过程酸回收的需要。
402009l3张玲玲:扩散渗析法从铜冶炼废酸中回收硫酸的研究2实验准备2.1废酸来源本研究中的废酸为江铜贵溪冶炼厂硫酸车间冶炼烟气制取硫酸过程中的烟气洗涤液,其主要含有H+、Cu2+、As3+,其次含有部分Fe、F、B i等,典型成分见表1所示。
表1废酸典型成分(g/L)名称H2SO4Cu A s F e F B i Zn废酸138.52.422.150.880.810.690.54 2.2实验设备本研究采用山东海洋化工科学研究院生产的DF系列HKY-001型扩散渗析器,膜规格为200@ 400mm,设备由39张阴膜、40张隔板、80张垫片及外壳组成,日处理量约为10L。
2.3注意事项实验过程中需要注意以下几点:(1)废酸需先过滤以去除大颗粒杂质,避免污染膜,影响膜性能。
(2)扩散渗析器允许液体最高温度为50e。
如果废酸在常温下有结晶析出,则废酸温度应以不使盐类结晶析出为原则,以免管道及设备被结晶堵塞。
(3)实验时,首先开启阀门,在膜两侧分别注满废酸和自来水,随后静置2h。
(4)废酸虽已经过预处理去除了杂质,但仍有少量杂质进入设备内,因而在使用过程中,还需要定期对设备进行反冲洗处理,以去掉进入粘附在膜表面的杂质。
当处理效果明显下降时,可将设备内液体放空,灌入1%~3%的Na OH溶液浸泡2~6h,放空后改用清水灌入清洗,清水放空后即可恢复正常工作。
(5)设备不工作时,应保证设备内充满料液或清水。
在设备解体检修时,应将膜浸泡于清水或酸性水中,以保证膜性能的稳定性。
3实验结果在扩散渗析法回收硫酸的过程中,影响酸回收率的主要因素有静置时间、废酸酸度、废酸流量以及水流量与废酸流量之比。
本次实验,我们主要从废酸流量、水流量与废酸流量比、废酸酸度3个方面对酸回收效果进行了研究。
实验时,应先在高位槽中分别注入废酸和自来水,为了提高酸的回收效果,根据山东海洋化工科学研究院的经验,废酸和自来水应在设备内静置2h左右,以使扩散渗析充分,然后再打开进液阀,调节流量,开始实验。
3.1废酸流量对酸回收效果的影响在废酸酸度为138g/L,水流量为10m l/m i n条件下,考察不同废酸流量下的酸回收率和铜离子截留率,实验结果见表2所示。
表2废酸流量对酸回收效果的影响序号废酸流量(mL/m i n)回收率(%)截留率(%)H2SO4Cu2+ 1794.3989.872893.8887.843993.1087.2641091.5786.45由表2可知,在水流量不变的条件下,随着废酸流量的增大,酸回收率减小,这是由于废酸流量的增大使部分氢离子还未通过膜便已流出,传质交换不完全,故酸回收率减小,同时,铜离子等主要杂质元素的截留率也减小。
从工业应用角度考虑,希望在回收酸浓度较高的同时具有较高的酸回收率,因此过高的酸流量虽然能使回收酸浓度高,但因回收率低而并不可取。
3.2水流量与废酸流量比对酸回收效果的影响在废酸酸度为138g/L、废酸流量为10m L/m i n 条件下,考察不同水流量与废酸流量比时的酸回收效果,实验结果见表3所示。
表3水流量与废酸流量比对酸回收效果的影响序号水流量与废酸流量比回收率(%)10.989.7521.091.5731.193.2841.294.40由表3可知,水流量与废酸流量比增大时,酸回收率增大,这主要是由于水流量的加大,膜两侧的浓度差上升,加大了渗析传质速率,但是,过高的水酸流量比又会使再生酸浓度降低,不利于后段工序的应用和浓缩,综合考虑应选择水酸流量比为1~1.1。
3.3废酸酸度对酸回收效果的影响为了进一步考察酸回收效果的影响因素,我们还从废酸浓度角度对扩散渗析法回收硫酸进行了研究。
在废酸流量为10m L/m in、自来水流量为10.5mL/m in的条件下,考察了不同废酸酸度下的酸41铜业工程2009l3回收率和铜截留率,结果见表4所示。
表4废酸酸度对酸回收效果的影响序号废酸酸度(g/L)回收率(%)截留率(%) H2SO4Cu2+110091.2186.22212094.0387.45314094.1487.45416092.8286.76518091.5986.25注:因实验用废酸酸度为138g/L,上表中所列酸度为采用纯净水和98%的浓硫酸配制而成。
由表4可知,当废液酸度在100~180g/L变化时,酸回收率均在90%以上,铜离子的截留率也在85%以上,可见扩散渗析器对废酸的适应性很强。
4结论实验证明,扩散渗析器具有良好的分离性能,在本文的实验条件下,当废酸流量为10mL/m in、水流量与废酸流量比1.1、废酸酸度为120~160g/L时,酸回收率达到90%以上,并且主要杂质元素铜离子的截留率也在80%以上,较好地实现了酸与杂质的分离。
5展望理论上,扩散渗析法适用于任何产生废酸液的体系,进行酸与金属盐类混合液的分离、提纯、富集,可广泛用于各种排放废酸的领域,如钢铁工业、钛白粉工业、湿法炼铜工业、钛材加工业、电镀业、稀土工业及其它有色金属冶炼业等,回收的酸的种类可包括H2SO4、HC l、H F、HNO3等。
目前,扩散渗析的应用还不像超滤、反渗透等膜过程那样普遍,可能是由于以下几个方面的原因造成的:(1)处理量的限制:如本实验采用的HKY-001型扩散渗析器,一天仅能处理10L废酸;(2)回收酸浓度受平衡浓度的限制,使得其不能高于原料废酸的酸浓度;(3)由于实验过程中要使用比废酸量还要多的自来水量,不能减少废液的排放量,同时回收后的残液仍需进一步处理,不能直接排放。
但是,由于扩散渗析法操作简单、几乎不耗能源(除泵输送液体外),环境污染小,是其它膜过程不可取代的,因此在市场上仍有用武之地,随着环境保护意识的加强,其应用前景十分乐观。
参考文献:[1]赵宜江,邢卫红,徐南平.扩散渗析法从钛白废酸中回收硫酸[J].高校化学工程学报,2002.16(2):219.[2]徐铜文.扩散渗析法回收工业酸性废液的研究进展[J].水处理技术,2004,30(2):65~66.Study on Recoveri n g Sulfuric Acid fro m Copper S m eltingW aste AcidBy Diffusion D ialysisM ethodZHANG L ing-li n g(Gui x i S m elter of JCC,Gu i x i335424,J i angx i,China)Ab stract:T h i s paper i ntroduces the study on recove ri ng sulfuric acid from copper s m elti ng waste acid by d iffusi on d i a l ys i -pared w it h trad iti ona l process,d iffus i on d i a l y si s has the advantage o f l owe r energy consumpti on and less env iron m en tal po lluti on,ac i d recove ry can reach up to90%,and m ajor i m purity are re j ected effecti ve l y.K ey w ords:diff usion dia l ysis;waste ac i d;recovering42。