萃取_膜蒸馏法处理钛白废酸的研究

环保与资源利用

萃取-膜蒸馏法处理钛白废酸的研究

李　潜,朱红力,赵丽珍①

(江苏大学生物与环境工程学院环境工程系,江苏镇江212013)

摘要:提出了三异辛胺-仲辛醇-航空煤油体系萃取硫酸与减压膜蒸馏浓缩相结合的钛白废酸治理新方案。对萃取工艺参数、膜蒸馏浓缩稀硫酸的基本规律及萃取回收硫酸的浓缩程度进行了研究。结果表明:1.49m ol ?L -1的钛白废酸经8级萃取和6级反萃取,酸回收率可达92.15%,稀硫酸浓度为1.21m ol ?L -1,再经减压膜蒸馏浓缩可得到

10.82m ol ?L -1(质量分数67.3%)的硫酸,达到了返回钛白生产循环使用的要求。

关键词:萃取;减压膜蒸馏;钛白;废酸;浓缩

中图分类号:X 788 文献标识码:A 文章编号:1002-1116(2004)05-0042-05

硫酸法钛白生产工艺的最大缺点是其水解工序会产生大量质量分数为15%～20%的废硫酸溶液

(每生产1t 钛白粉要排放8～10t [1]),如果将这些

废酸进行浓缩,使之能返回钛白生产循环使用,将具有环境和经济双重意义。目前,国际上普遍采用真空蒸发浓缩法处理钛白废酸,尽管该法工艺成熟,但投资大,对设备要求高,操作复杂,能耗大,难以为我国钛白生产企业所采用。因此,有必要开辟新的钛白废酸浓缩工艺。

膜蒸馏技术应用于浓缩非挥发性水溶液[2,3],具有设备简单、投资省、能耗低、可利用低温廉价热源(如太阳能、工厂余热等)、操作容易、工作环境好等优点。据此,我们进行了减压膜蒸馏直接浓缩钛白废酸的探索研究[4],但由于废酸中FeS O 4的存在,无法浓缩到返回使用所要求的硫酸浓度(60%～70%)。因此,本研究拟对萃取-减压膜蒸馏工艺进

行研究,以确定该工艺的技术可行性,并为膜法钛白废酸浓缩处理的实用化奠定基础。

1　减压膜蒸馏原理

减压膜蒸馏的基本原理如图1所示。热料液从膜的一侧通过,在膜的另一侧抽真空,由于膜的疏水

性和微孔性,在表面张力的作用下,料液侧溶液不会通过膜孔进入减压侧,而料液侧溶液中的水则由于膜两边存在温差及抽真空的作用,在膜面不断汽化进入到减压侧,进入到减压侧的蒸汽则不断被抽离到膜器外进行冷凝。

T 0、C 0:主体料液的温度和浓度;T 1、C 1:汽液界面

溶液的温度和浓度;J 、P 1、P 2同式(1)。

图1　减压膜蒸馏原理示意图

在减压膜蒸馏过程中,因为透过膜的气态物质分子的平均分子自由程远大于膜的平均孔径,而且膜减压侧的气压很低,膜内只有少量气体,因此,膜内的传质为努森扩散,蒸汽在膜内的传质可表示为[5～6]:

江苏化工 2004年10月

①收稿日期:2004-06-03

基金项目:江苏大学青年科学基金资助项目(1673000038)

作者简介:李潜(1972-),女,湖南邵阳人,2001年在中南大学获工学硕士学位,江苏大学讲师,主要从事环境工程领域的教学与科研工作。E -mail :liqian07@https://www.wendangku.net/doc/3811384989.html, 。

J =K m M ΔP =K m M (P 1-P 2)(1)式中:J ———膜蒸馏通量,kg ?s -1?m -2;P 1———汽液界面的蒸汽压,Pa ;P 2———减压侧的压力,Pa ;

K m ———传质系数,s ?m ol 1/2?m -1?kg -1/2;M ———透过

物质的相对分子质量,kg ?m ol -1。

2　实验

211　钛白废酸浓缩工艺路线

根据钛白废酸液的特点,考虑采用先直接萃取

废酸中的硫酸,再将萃取所得硫酸进行减压膜蒸馏浓缩的工艺路线,具体见图2

。

图2　钛白废酸浓缩工艺流程

212　钛白废酸的组成

本实验所用料液为取自某厂的钛白水解废酸,其主要成分浓度为:H 2S O 41.49m ol ?L -1,FeS O 4(以Fe 2+计)29.31g ?L -1,T i (S O 4)2(以T iO 2计)2.77g ?L -1。

213　仪器、设备与装置

萃取实验使用125m L 梨形分液漏斗,HY -2型

电动震荡器;反萃取实验使用100m L 圆柱形反应器,BR -40LF 型恒温调速震荡器。

减压膜蒸馏实验装置为自做,如图3所示,由加料系统、膜蒸馏器、接收系统和真空系统4部分组成。其中,膜蒸馏器是核心,本实验采用平板式,所用膜为PTFE 平板微孔膜,从北京塑料研究所购置,其标称孔径为0.1μm ,厚度为60μm ,孔隙率为55%,膜有效面积为14.18cm 2

。

1—恒温控制器;2—料液循环槽;3—加热器;4—循环泵;5—膜蒸馏器;6—压力计;7—冷凝器;8—接收瓶;9—真空泵

图3　减压膜蒸馏实验装置示意图

214　分析与计算方法

酸浓度用酸碱滴定法分析,Fe 2+

浓度用高锰酸

钾氧化-还原滴定法分析。

膜蒸馏通量J 按下式计算:

J =

M

A ?

Δt (2)

式中:M ———△t 时间内收集的蒸馏液质量,kg ;

A ———膜的有效面积,m 2;△t ———收集时间,h 。

3　结果与讨论

311　萃取工艺参数的确定

根据胺类萃取剂可选择性地萃取硫酸而基本上

不萃取亚铁等杂质离子的性能特点[7],通过试验比较,选用萃酸能力较强的三异辛胺为萃取剂。萃取有机相除了萃取剂三异辛胺外,还含有另外2种成分:航空煤油(作稀释剂,以减少有机相的黏度)和仲辛醇(作相调节剂,以防止3相的形成)。31111　萃取剂浓度对萃取效果的影响

三异辛胺浓度的变化对萃取率的影响,如图4所示

。

萃取条件:25%仲辛醇,室温8℃,O/A =2图4　萃取剂浓度对硫酸萃取率的影响

由图4可知,硫酸萃取率随萃取剂浓度的提高

而升高。但在实际的工程应用中,往往要综合考虑萃取剂的黏度、所需添加的相调节剂用量(一般萃取剂浓度越高,所需添加的相调节剂越多)、反萃取率

3

4第32卷第5期 李潜等:萃取-膜蒸馏法处理钛白废酸的研究

(随萃取率的增大而减小)和经济性等因素来确定一

个适宜的萃取剂浓度。本实验确定萃取剂的质量分

数为40%。31112　相调节剂浓度对萃取效果的影响

在胺类萃取剂的萃取过程中,通常会出现第三相,

且水相阴离子对第三相生成的影响顺序是[8]:

NO 3-

从图5可知,硫酸萃取率随仲辛醇浓度的提高而提高,而反萃取率却降低,即仲辛醇对萃取具有助萃作用,而对反萃起抑萃作用,所以仲辛醇的添加量一定要适量。试验发现阻止3相形成所要求的仲辛醇最低质量分数为20%,但实际操作中要略高于20%。本试验采用的仲辛醇质量分数为25%。

萃取条件:40%三异辛胺,室温8℃,O/A =2,

反萃条件:室温8℃,O/A =2图5　相调节剂浓度对硫酸萃取的影响

31113　温度对萃取效果的影响

用由40%三异辛胺、25%仲辛醇和35%航空煤

油组成的有机相,在相比(O/A )为2时,测定了不同温度下硫酸的萃取与反萃取分配比,结果列于表1。

表1　温度对硫酸萃取与反萃分配比的影响

温　度/℃

8

2040

60D 0.7190.6420.4630.342D S

1.830

2.482

3.084

4.240

注:D 为萃取分配比。D s 为反萃取分配比。

由表1知,硫酸的萃取分配比D 随温度的上升而减小,反萃分配比D s 的变化却相反。这说明升

温对萃取不利,对反萃有利。综合考虑,本实验采取

室温萃取,高温(60℃

)反萃取。31114　相比对萃取效果的影响

相比是萃取工艺的一个重要参数,相比发生变化,被萃成分在两相的分配情况也将发生改变,见表2。萃取相比(O/A )小,负载有机相酸浓度高,但萃取率低,达不到要求;反之,萃取率高,但负载有机相酸浓度低,不利于反萃取。同样,反萃相比增大,产品反萃液的酸浓度增大,但反萃取率降低。因此,相比(O/A )的大小要适宜,尽量使酸回收率和浓度皆较高。本研究选取萃取相比为2,反萃相比为1.5。312　多级逆流萃取模拟实验

工艺条件:萃取有机相为40%三异辛胺+25%仲辛醇+35%航空煤油;水相为某厂钛白水解废酸

液:c (H 2S O 4)=1.49m ol ?

L -1,ρ(Fe 2+)=29.31g ?L -1,ρ(T iO 2)=2.77g ?L -1;萃取相比(O/A )=2,温

度15℃,振荡时间5min ,8级萃取;H 2O 为反萃剂,

反萃相比O/A =1.5,振荡时间5min ,6级反萃。实验结果如表3所示。

表2　相比对萃取和反萃取的影响

项 目

萃取相比(O/A )

1.0

2.0

3.0

项 目

反萃相比(O/A )1.0 1.5 2.0

c (负载有机相H 2S O 4)/(m ol ?L -1)

0.740.450.31c (反萃液H 2S O 4)/(m ol ?L -1)

0.760.840.88萃取率/%48.92

60.81

65.70

反萃取率/%

59.93

50.33

45.67

表3　三异辛胺萃硫酸模拟实验结果

平衡次数

c (原液H 2S O 4)/(m ol ?L -1)ρ(原液Fe 2+)/(g ?L -1)c (萃余液H 2S O 4)/

(m ol ?L -1)萃取率/%

c (反萃液H 2S O 4/(m ol ?L -1)ρ(原液Fe 2+)/

(g ?L -1)反萃率/%

9 1.4929.310.1591.41 1.16099.4510 1.4929.310.1192.15 1.21099.6611 1.4929.310.1292.12 1.19099.7812 1.4929.310.1192.15 1.21099.6513

1.49

29.31

0.11

92.15

1.21

99.66

4

4 江苏化工 2004年10月

313　减压膜蒸馏浓缩稀硫酸的基本规律由表3可知,反萃液不含亚铁。因此,先以配置的稀硫酸为料液进行减压膜蒸馏实验,以探讨减压膜蒸馏应用于硫酸体系的基本规律及确定适宜的减压膜蒸馏条件。

31311　料液温度对膜蒸馏通量的影响

料液温度对膜蒸馏通量的影响如图6

所示。由图

可知,膜蒸馏通量随料液温度的升高而明显增大,这是由于料液温度升高,料液的平衡水蒸汽压增大所致。

图6　料液温度对蒸馏通量的影响(P 2=9.33kPa )

31312　减压侧压力、硫酸浓度对膜蒸馏通量的影响

减压膜蒸馏法的驱动力为膜两侧的蒸汽压差。

压差越大,驱动力越大,蒸馏通量也就越大。由图7

可知,减压侧压力P 2升高,蒸馏通量J 明显降低,且基本上呈线性变化[9]

。由图7还可看出,随着硫酸溶液浓度的增大,膜蒸馏通量明显下降。硫酸浓度对蒸馏通量的影响是多方面的。首先是硫酸浓度提高,水的蒸汽压下降;另外,当硫酸浓度提高时,溶液黏度增大,容易产生温度极化和浓差极化,使膜表面附近的温度低于主体溶液温度,而膜表面附近的硫酸浓度低于主体溶液浓度,因而导致料液侧的水蒸汽压P 1下降,膜蒸馏通量下降

。

图7　减压侧压力对蒸馏通量的影响(T c =80℃

)314　反萃液硫酸的浓缩程度

在以上膜蒸馏实验基础上,选取料液侧温度为

80℃,减压侧压力为5.64kPa ,进行了反萃液硫酸的

减压膜蒸馏浓缩实验,结果如图8所示。由图可知,

1.21m ol ?L -1的反萃液硫酸经减压膜蒸馏可浓缩到10.82m ol ?L -1(质量分数67.3%),达到了返回使用的浓度要求。

图8　反萃液硫酸膜蒸馏浓缩结果

4　结论

以钛白废酸的浓缩回用为宗旨,通过对萃取-膜蒸馏浓缩工艺的实验研究,得到如下结论:

(1)在三异辛胺-仲辛醇-煤油体系萃取硫酸中,萃取率随三异辛胺和仲辛醇浓度增大而升高,随温度升高而降低,但反萃取率的变化却相反。

(2)以40%三异辛胺-25%仲辛醇-35%煤油为有机相,萃取温度15℃,反萃取温度60℃,1.49m ol ?L -1的钛白废酸经8级逆流萃取和6级逆流反

萃,酸回收率为92.15%,硫酸浓度为1.21m ol ?L -1,且比较纯净。

(3)以膜蒸馏浓缩稀硫酸,膜蒸馏通量随料液浓度和减压侧压力的增大而减小,随温度的升高而增大。

(4)萃取回收的硫酸通过减压膜蒸馏,可浓缩到67.3%,达到了浓缩要求。钛白水解废酸→三异辛胺-仲锌醇-煤油体系萃取硫酸→膜蒸馏浓缩工艺治理钛白水解废酸是可行的。参考文献:

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5

4第32卷第5期 李潜等:萃取-膜蒸馏法处理钛白废酸的研究

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(5):267～270.

Study on Disposal of W aste Acid in Titania Production by

Extration-V acuum Membrane Distillation Process

LI Qian,ZHU H ong2li,ZHAO Li2zhen

(Institute o f Biological and Environmental Engineering,Jiangsu Univer sity,Zhenjiang212013,China)

Abstract:In T iO2production by sulfuric acid process,it drains8～10tons waste sulfuric acid with acid concentration about20%per ton titania product.The key to s olve the environmental problem of the process is to develop the technique on recovery and usage of the waste acid.A new process based on s olvent extraction,in which the organic phase is com2 posed of40%tri-is octylamine,25%2-octanol and35%aviation kerosene,and vacuum membrane distillation is de2 veloped to concentrate this kind of waste sulfuric acid.The extraction parameters,the basic law of concentrating dilute sulfuric acid by VMD and the concentration result of recovered sulfuric acid by extraction were examined,as reported in this article.The waste acid with an acid concentration of1.49m ol/L was treated by8-stage extraction and6-stage strip to get the recovery of sulfuric acid of92.15%and the concentration of recovered sulfuric acid is1.21m ol/L. Therefore,the recovered sulfuric acid was concentrated by VMD to10.82m ol/L,which could be reused in titania pro2 duction.

K ey w ords:extraction;vacuum membrane distillation;titania;waste acid;concentration

简讯

我国加快发展塑料包装用PET

PET具有优良性能,广泛应用于包装行业。茶、果汁、功能性饮料的高速增长为热灌装PET瓶市场带来发展机遇。

由意大利法奥斯托蕾迪斯集团(Radici)、上海化源股份有限公司、香港球乐发展有限公司等股东共同投资兴建的常州华源蕾迪斯有限公司(CWRC)位于常州市国家高新技术产业开发区内,总投资1114亿美元,注册资本4520万美元,目前12万t/a聚酯切片,是国内生产规模最大,设备和技术先进的非纤维聚酯切片生产企业。公司计划于2004年使聚酯切片生产达到27万t/a规模。CWRC最近还在常州投资6500万欧元建设了1615万t/a的PET生产线,使PET总产能达到45万t/a。该项目由Radici下属的N oy2 vallesima工程公司提供技术和工程服务。

德国吉玛公司与江苏常州塑料集团公司组建了常州安德利聚酯有限公司,合资建设塑料用PET树脂。该项目位于常州高新区圩塘工业园,占地面积12万m2以上,由中德双方共同出资,总投资为2998万美元,注册资本1200美元,其中常州塑料集团公司出资900万美元,占注册资本的75%,德国吉玛公司出资300万美元,占注册资本的25%。合资公司主要从事PET瓶级、膜级聚酯切片的生产与销售。合资建设PET产能为22万t/a,于2004年底建成投产,预计销售收入达15亿元/a,其中50%的产品销往国外市场。该项目液相聚合装置采用吉玛公司技术,固相缩聚采用瑞士布勒公司技术。

中国鼎阳特种树脂有限公司在厦门海沧开发区建设18万t/a PET聚酯瓶切片装置,该公司计划最终把产能扩大到36万t/a。18万t/a PET装置将于2004年下半年投产。

仪征化纤公司现在塑料用PET树脂产能为10万t/a,计划于2004～2008年建设20万t/a PET瓶级聚酯切片装置,生产碳酸饮料、热灌装和啤酒瓶用聚酯切片。(郑宁来)

64 江苏化工 2004年10月

废酸处理方案

废酸处理（不锈钢厂酸洗废水） 硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。 废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。 1 废硫酸的回收再用 废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。 1.1 浓缩法 该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛，技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。 1.1.1 高温浓缩法 淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。 日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。 1.1.2 低温浓缩法 高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。 WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔，经反复循环浓缩蒸馏，达到浓度要求后，用泵打入浓硫酸储罐。浓硫酸可作为生产原料再利用。其工艺流程见图1。WCG法浓缩装置主要由换热器、循环浓缩塔和引风机组成。换热器材质为石墨，浓缩塔材质为复合聚丙烯，泵及引风机均为耐酸设备。 该法与高温浓缩法相比，蒸发温度低(50～60℃)，蒸汽消耗量少，费用低(浓缩每吨稀硫酸耗电和蒸汽的费用约为30～60元)。上海染化五厂生产分散深蓝H-GL产生的稀硫酸(H2SO4质量分数为20%)，上海染化八厂、武汉染料厂、济宁染料厂生产染料中间体产生的稀硫酸，采用WCG法浓缩，都取得了明显的效果。 用WCG法浓缩稀硫酸应注意以下几点： (1)在浓缩过程中若有固体物析出，会影响传热效果和废酸的分离；

钛白废硫酸浓缩工艺研究_谢海云

收稿日期:2002-04-17.第一作者简介:谢海云(1973～),女,博士生;主要研究方向:有色金属冶金;矿物加工. 钛白废硫酸浓缩工艺研究 谢海云,刘殿文,孙力军 (昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明　650093) 摘要:为解决钛白粉生产中产生废酸的治理难题,进行了废酸杂质分离蒸发浓缩后回用的试验 研究.试验结果表明,在浓缩前对废酸进行冷冻结晶除杂,可除去60%左右的Fe 2+.通过控制浓 缩时间、压强等条件,经一级浓缩后,使酸浓度从20%左右提高到40%～50%,酸液中的主要杂 质含量明显降低,浓缩过程中不积累,浓缩后的酸可作配酸使用,回到钛白生产进行循环利用. 关键词:废硫酸;浓缩;综合利用 中图分类号:TD98文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2002)06-052-05 0引言 钛白(即二氧化钛)是当今国内外重要的化工原料之一.世界钛资源的90%以上用于生产钛白 (TiO 2)[1].我国钛资源丰富,蕴藏量为世界首位.但与国外相比,我国钛白工业起步晚,厂家多、生产能力较小,生产采用单一的硫酸法,每产1t 钛白粉伴有8～10t 浓度为20%左右的废硫酸产出.我国国内市场钛白粉年需求量约20万t ,用硫酸法生产,则每年将产生废酸160～200万t [2].由于政府对环境污染控制越来越严,硫酸法钛白粉工厂对生产过程中产生大量废酸如何进行综合治理利用,已迫在眉睫. 废硫酸的浓缩回收技术,是一门非常有工业应用前景的技术.西德拜耳公司将废酸浓缩到60%～65%,并在钛白生产中循环使用.美国NL 公司将水解废酸浓缩到65%左右,用于钛铁矿反应生成钛液,再生产钛白.对于20%左右的废硫酸浓缩至较高浓度,国内尚未形成较大规模[3,4,5].笔者对云南武定钛白粉厂硫酸法钛白生产中所产废酸(20%左右)进行浓缩试验,详细研究了浓缩时间、浓缩压力等因素对浓缩工艺的影响.研究表明,对钛白废酸采用杂质分离蒸发浓缩,使之变成杂质含量达标的较高浓度的酸(40%～50%)来循环使用,是解决废酸问题行之有效的一条途径. 1试样、浓缩原理及工艺 1.1试样 废酸取自云南武定钛白粉厂. 表1　废酸成分分析[H +] /mol ·L -1SO 2-4/mg ·ml -1TiO 2/mg ·ml -1Fe 2+/mg ·ml -1全Fe m /mg ·ml -1Mn /mg ·ml -1Cu /μ g ·ml -15.0129358.068.3452.1153.281.217.14废酸中主要含百分比浓度为20% 左右的硫酸,此外硫酸亚铁盐的含量较多.对废硫酸的净化是实现浓缩回收的关键,因此只有把废酸中的杂质除去,才能保证浓缩工艺正常进行,保证浓缩后酸的质量,确保浓硫酸的循环使用不影响或尽量减少对产品质量的影响.试验着重除去废酸中含量较多的硫酸亚铁. 1.2废酸浓缩原理 根据FeSO 4～H 2SO 4～H 2O (三元体系)中硫酸亚铁在硫酸溶液中溶解度曲线图1可以看出,当温度一定时,硫酸亚铁的溶解度随硫酸浓度的增加而降低.当硫酸浓度一定时,其溶解度随温度的升高增加较快.由图2,当溶液中H 2SO 4浓度一定时,FeSO 4的溶解度随温度的上升有一个最大值,而且此最大值所对应的温度又随溶液中FeSO 4含量的减少而减小.这是因为在温度较低的范围内,FeSO 4的结晶体是以七水的形 第27卷第6期 昆　明　理　工　大　学　学　报Vol .27　No .62002年12月Journal of Kunming University of Science and Technology Dec .2002

回收处理工业废酸

山东天维膜技术有限公司阴膜扩散渗析技术回收处理工业废酸一、扩散渗析阴膜 扩散渗析阴膜是山东天维膜技术有限公司开发的用于酸性废水处理回用的芳香族聚醚类复合膜元件。该膜的生产过程中采用了特殊的胺化交联工艺，实现了膜的立体交联，强度大大提高，具有极好的物化稳定性，产品的各项技术指标均达到国际先进水平。与已有的工艺相比，该工艺具有以下特点： 1、全新的合成路线，溴化交联避免了剧毒物质氯甲醚的使用 2、制膜工艺极大简化，高分子反应料液一次铸膜成型 3、具有化学交联结构，稳定的纳米孔径控制技术 4、产品可系列化开发满足不同需求，优良的导电性，有较高的扩散性和机械强 度。 二、扩散渗析回收废酸 工作原理：整个装置是由一定数量的膜组成的一系列结构单元；其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室和扩散室，采用逆流操作，在阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液（自来水）时，废酸液侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧，根据扩散渗析原理，由于浓度梯度的存在，废酸及其盐类有向扩散室渗透的趋势，但膜对阴离子具有选择透过性，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，也会夹带阳离子，由于H+的水化半径比较小，电荷较少；而金属盐的水化半径较大，电荷较多，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。

应用领域：钢铁、化成箔、蓄电池、钛白粉、湿法炼铜、铝型材、多晶硅、电镀、钛材加工、木材糖化、稀土及其他有色金属冶炼等工业领域。本装置对酸的回收率可达80%以上，金属离子去除率90%以上。 三、应用： 1、阴膜扩散渗析技术在化成箔行业中的应用 化成箔腐蚀加工过程中，产生大量的废酸。这些废酸的排放（即使采用石灰中和），不仅造成资源浪费，使产品成本增加，而且还导致严重的环境污染，影响和制约了企业的生存和发展。以一个中型的低压电极箔生产企业为例，每天排放15—20%的废盐酸30吨，相当于浪费15—20吨31%的成品酸。采用扩散渗析技术，可将其中的盐酸有效回收，每月节约盐酸产生的经济效益在20万元以上，同时还解决了环境污染问题，经济效益和社会效益十分可观。

硫酸法钛白粉产生的废物处理方法

硫酸法钛白粉产生的废物处理方法 作为矿物加工的无机化工产品钛白粉的生产，应该说从1918年的硫酸法开始，到氯化法的研究直至1958年的工业化生产，始终伴随着大量废副处理之问题。无论硫酸法还是氯化法，分离过程均是无机化工的本质。众所周知，质量、环保、健康，与之对应的国际标准是ISO 9000、ISO 14000, ISO 18000；这是社会进步的必然结果。20世纪80年代，在发达国家硫酸法钛白粉、氯化法钛白粉生产的质量已经满足应用的发展并与其同步。进人90年代，绿色运动，环保法规迫使生产者进步，废副处理及排放必须达到法规之要求。技术的进步也使此类问题总是迎刃而解。其废气、废渣、废水已经做到达标排放，或加工成其他产品。对废酸的处理和加工，国外成功的方法费用较高，在100-180＄／t钛白粉左右；而且前国内多数未处理，惟一的某厂引进的装置处理费用与国外相比，也仅在其下限，但不能连续生产，也不能满足其废酸生产量。 (1)废水酸解尾气吸收废水，偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。 (2)废酸经预处理除铁浓缩，返回生产中，或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。 (3)废渣七水合硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。 (4)废气酸解尾气用水或碱液吸收，煅烧尾气用水或碱液吸收，再经静电除雾。 1.全球硫酸法钛白粉废酸处理与综合利用概况 硫酸法钛白粉生产工艺自1918年到现在已有八十多年的历史，长期的研究与改进使其工艺已趋于完善，除操作工艺、控制手段和设备选用不同外，各公司的主要流程基本上是一致的。硫酸法的特点是原料（钛铁矿、硫酸）资源丰富，廉价易得；工艺技术成熟，设备简单，易于操作管理。缺点是工艺流程长，间歇操作，废副（硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性污水）排放量大。在20世纪80年代后期和90年代初期，硫酸法钛白粉生产工艺引人不同的改进方法，对废酸、废水、废气进行综合开发治理，使硫酸法与氯化法在环保上不再有更大差别。 在用硫酸法生产钛白粉时，无论采用钛精矿作为原料，还是采用高钛渣为原料生产钛白粉均要产生大量的稀硫酸。因工艺分离技术的不同，所产生的稀硫酸的量和含量也有所不同。每生产It钛白粉平均要副产浓度20％左右的废硫酸6-8t。 2.具有代表性的废酸浓缩工艺 (1)芬兰技术芬兰Ruma-Repola公司是芬兰一家大的国营工程公司。公司下属五个部门，Rosenlew工程部致力于工业环境保护工程技术，专长为工业废水和废酸的治理。据称，他们提供的蒸发设备占世界蒸发量的50％，为世界第一。 Rauma公司的浓缩装置，已在德国、芬兰等国的钛白粉生产厂中应用。据介绍，1981年在德国（原西德）拜耳公司建立一套中试装置，采用强制循环，废酸终点浓度为65％。1982年按中试工艺，建了一个三段蒸发的浓缩装置，每小时处理量为30t，生产78％酸。 1987年再次为拜耳公司提供一套更大的废酸浓缩装置，蒸发量为58t/h,且设备材料方面做了很大的更新，采用玻璃钢衬聚氯乙烯材料，该装置1989年已投产。 1989年又为芬兰科米拉公司在波里的钛白厂建立一套废酸浓缩装置。 在我国，Rauma公司曾经洽谈向淄博临淄有机化工厂、保定第二化工厂的糠醇车间提供废酸浓缩装置。据称，还为甘肃404厂15 OOOt/a钛白车间提供钛液浓缩、真空结晶等设备。由于其他原因而未实施。 1990年，芬兰劳马公司在南京同南京油脂化工厂等单位就废酸浓缩技术进行交流。他们介绍了20％废酸经一段蒸发浓缩至70％以及20％废酸分三段蒸发至70％的浓缩装置。鉴于一段蒸发的两条线和三段蒸发的一条线报价仅差20多万美元，而一段蒸发每蒸发It水需耗1. 2t蒸汽，三段蒸发仅耗蒸汽0. 7t（见下图）。因此，南京油脂化工厂曾打算引进该技术，并由化三院提供可行性研究报告，l0kt/a钛白粉扩改建工程项目，后未实施。

废酸回收简介

金属在表面处理过程中使用大量的废酸。当酸液中的金属达到一定的浓度后，因处理效果达不到工艺要求，酸液需要重新配制和更换。在这个过程中，大量的废酸液被产生。这些废酸液中由于含有较高浓度的酸和金属，对环境造成一定的威胁，需要进行处理,废酸洗液回收再生方法主要有：加热蒸发法，特种树脂交换法和扩散渗析膜法三种。加热蒸发法随着能源价格涨高，已经不符和经济性价比，随着科技发展，树脂交换法和扩散渗析膜法技术发展成型。扩散渗析法在德国已经商品化，进几年国内有些厂家在少量试生产，该设备最大处理能力为5M3/d, 因处理量小，膜寿命短，易老化破损，性价比过高等原因，限制工业生产使用。 树脂交换法是将废酸洗液通过纯化回收设备，酸离子被填料阻滞吸附，金属离子随液体穿透填料层，酸与金属杂质分离，用穿透液等量的水冲洗填料上酸根，便得到与废酸洗液浓度大致相等的再生酸，可重新配置酸洗液使用。穿透液根据杂质性质回收。 产品特点 对盐酸，硫酸，硝酸，磷酸，氢氟酸以及混合酸都可以纯化回收。 纯化回收酸浓度高，循环使用降低生产成本。 酸，金属盐分离，有利于金属盐回收。 废酸洗液经纯化回收设备处理后，能够实现废水零排放。 清洗化生产，节能减排，绿色环保设备。 全程自动化，精作简单，节省人力成本。 技术参数 单体设备处理量5--30M3/d. 外形尺寸：1000×2000×1200mm 酸回收率85--90% 工作电压380V 50HZ 特别说明 填料是纯化回收设备技术核心，需要根据企业废酸洗液进行探索实验，小试，选择最佳分离纯化填料。 进行中试确定纯化回收工艺参数，根据中试数据确定产品参数，设计制造。 若企业拟实行废水零排放，需要增加其他处理设备。 废硫酸回收再利用 硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。 废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。 1 废硫酸的回收再用 废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。 1.1 浓缩法

废硫酸水的处理方法简介

废硫酸水的处理方法简介 硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。 废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。 一、废硫酸的回收再用 废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。 （一）浓缩法 该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛，技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。 1、高温浓缩法

淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a。 日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理。 2、低温浓缩法 高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)。 WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔，经反复循环浓缩蒸馏，

【CN109893876A】一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910177469.5 (22)申请日 2019.03.09 (71)申请人 雒晓兵 地址 710065 陕西省西安市雁塔区沣惠南 路枫叶新都市2单元 (72)发明人 雒晓兵　邢顶峰　 (51)Int.Cl. B01D 3/10(2006.01) B01D 3/42(2006.01) (54)发明名称一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备(57)摘要本发明公开了一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，包括蒸馏箱和机箱，所述蒸馏箱的底部与机箱的顶部固定连接，所述蒸馏箱和机箱的左右两侧均固定连接有回收箱，所述蒸馏箱顶部的中间固定连接有废液管，本发明涉及蒸馏设备技术领域。该基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，在蒸馏箱的顶部设置空心冷凝板，而空心冷凝板与废液管连通，可将从废液管充进的废酸液分散开，使空心冷凝板冷却，然后废酸液再进入蒸馏箱的内进行蒸馏，蒸馏过程中产生的蒸汽会被空心冷凝板冷凝，即无需使用冷凝机，利用废酸液本身对其进行冷凝，节约了资源，降低了成本，同时充入的废酸液还可先一步进行预热， 提高了蒸馏的效率。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 109893876 A 2019.06.18 C N 109893876 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109893876 A 1.一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，包括蒸馏箱(1)和机箱(2)，所述蒸馏箱(1)的底部与机箱(2)的顶部固定连接，所述蒸馏箱(1)和机箱(2)的左右两侧均固定连接有回收箱(3)，其特征在于：所述蒸馏箱(1)顶部的中间固定连接有废液管(4)，且废液管(4)的前端连通有进水管道接头(5)，所述蒸馏箱(1)与回收箱(3)的顶部之间且位于废液管(4)的两侧均固定连接有空心冷凝板(6)，且废液管(4)的两侧均与空心冷凝板(6)的内腔连通，所述空心冷凝板(6)的内表面与废液管(4)的两侧之间固定连接有隔板(7)，所述空心冷凝板(6)的底部且位于回收箱(3)的内部连通有汇集盒(8)，且汇集盒(8)的底部连通有回流管(9)，所述回流管(9)的底端依次贯穿回收箱(3)与蒸馏箱(1)并延伸至蒸馏箱(1)的内部，所述蒸馏箱(1)正面的底部连通有排污管(10)，且排污管(10)上固定连接有阀门。 2.根据权利要求1所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述隔板(7)设置有多个，且等距分布在空心冷凝板(6)的内部，所述隔板(7)远离废液管(4)的一侧与空心冷凝板(6)的侧壁之间留有间距。 3.根据权利要求1所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述废液管(4)的两侧且位于隔板(7)之间开设有通孔，所述空心冷凝板(6)的底部且位于汇集盒(8)的内部开设有漏水孔(11)。 4.根据权利要求1所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述机箱(2)的内部从左到右依次固定连接有控制主机(12)和加热箱(13)，且控制主机(12)的右侧通过导线与加热箱(13)的左侧电性连接，所述蒸馏箱(1)内腔的底部固定连接有加热板(14)，且加热板(14)的底部通过导线与加热箱(13)的顶部电性连接。 5.根据权利要求1所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述蒸馏箱(1)内壁的后侧固定连接有清洗管(15)，所述清洗管(15)的前端贯穿蒸馏箱(1)的前壁并延伸至蒸馏箱(1)的外部，所述清洗管(15)的表面且位于蒸馏箱(1)的内部连通有喷洒筒(16)，所述喷洒筒(16)设置由多个，且喷洒筒(16)的表面开设有细孔。 6.根据权利要求5所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述清洗管(15)的前端螺纹连接有空心密封塞(17)，且空心密封塞(17)的顶部连通有减压盒(18)，所述减压盒(18)内部的中间固定连接有密封套(19)，所述密封套(19)的内部滑动连接有活塞(20)。 7.根据权利要求6所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述减压盒(18)内壁的顶部固定连接有挡块(21)，所述活塞(20)的四周且位于密封套(22)与挡块(21)之间均固定连接有弹性片(23)，所述减压盒(18)的顶部连通有泄压管道接头(22)。 8.根据权利要求1所述的一种基于磷酸废酸液回收连续生产化减压蒸馏设备，其特征在于：所述机箱(2)的正面转动连接有检修箱门(24)，所述机箱(2)正面的左上角固定连接有控制面板(25)，且控制面板(25)的背面通过导线与控制主机(12)的正面电性连接，所述蒸馏箱(1)一侧的底部连通有排水管(26)，且排水管(26)上固定连接有阀门，所述机箱(2)与回收箱(3)的底部之间固定连接有支撑脚。 2

废酸处理

废酸处理的研究现状 摘要 通过对国内外废酸液现状及处理方法的分析，结合国内不同行业的现状，提出了废酸处理的措施和方法。正确的含酸废水处理方法不但能保护环境，同时还能对废酸中有价值的物质加以回收利用，以降低成本关键词：废酸; 焙烧法; 浓缩法; 中和氧化法; 萃取法; 离子交换树脂法

引言 节能减排己成为我国工业发展的重大国策。而我国每年大约要排出的废酸溶液近百万立方米[1]，化工厂、化纤厂、金属表面处理行业及电镀行业等在其制酸用和酸的过程中，会排出大量的酸性废水。废酸液分为有机酸和无机酸，这些废酸液中除含有相当数量的残酸外，无机废酸中还富含亚铁盐,而有机废酸则是COD值高，色度深[2]。如果直接排放这些工业酸性废，会将管道腐蚀，损坏农作物，伤害鱼类等的水生物，破坏生态环境，危害人体健康。所以，工业酸性废水必须经过处理以达到国家排放标准才能排放，酸性废水还可以经过回收处理，再次利用。处理废酸时，可以选用方法有盐处理、浓缩法、中和法、萃取法、离子交换树脂法。几种废酸处理方法各有利弊，在国内均有应用。本论文将综述近年来废酸的现状与废酸的几种常见的处理方法，即各种方法的优缺点，并通过实例说明目前针对废酸的缺点所提出的改进方法。 1、有机废酸处理 对有机废酸的处理可以采用离子交换树脂、盐析循环使用、厌氧一兼氧一好氧生物组合法等方法。现通过几个特例简单介绍以上各种方法在处理废酸中的应用。 1．1 离子交换树脂法 离子交换树脂法处理有机酸废液的基木原理是利用某些离子交换树脂可从废酸溶液中吸收有机酸而排除无机酸和金属盐的功能来实现不同酸及盐之间分离的一种方法。现通过β-萘磺酸废液和2，3-酸废水介绍离子交换树脂法。

废酸处理

废酸处理 酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，酸的利用率很低，大量的酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。废酸和酸性废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。 1 废酸的回收再用 废酸中酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废酸中的杂质，同时对酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。 1.1 浓缩法 该法是在加热浓缩废稀酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀酸的双重目的。这类方法应用较广泛，技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法。 1.1.1 高温浓缩法 废酸沉淀过滤后，直接加热蒸馏，回收浓度较高的酸液。 1.1.2 低温浓缩法 高温浓缩法的缺点在于：酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。 WCG法的原理和工艺如下：将废稀酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔，经反复循环浓缩蒸馏，达到浓度要求后，用泵打入酸液储罐。该法与高温浓缩法相比，蒸发温度低(50～60℃)，蒸汽消耗量少，费用低。 1.2 氧化法 该法应用已久，原理是用氧化剂在适当的条件下将废硫酸中的有机杂质氧化分解，使其转变为二氧化碳、水、氮的氧化物等从硫酸中分离出去，从而使废硫酸净化回收。常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸盐、臭氧等。

废酸回收工艺2015-5-4

一、电镀行业废酸回收再利用 电镀行业生产中在镀铜、镀锡、镀镍过程前都需要浸酸进行表面处理，产生大量的废酸，此类废酸成分复杂，酸浓度较高，达标排放需要进行中和及后续金属离子去除，中和过程既浪费大量的碱又产生大量的残渣。废酸经过扩散渗析器处理后，80%酸被回收再循环使用，90%金属离子被截留进行后续重金属处理，节省酸的同时又减少了碱的使用，并减少固废残渣的产生，为企业节约成本同时创造更多的经济效益和社会效益。 以回收废硫酸为例： 回收电镀厂废硫酸的工艺流程图如下： 扩散渗析器的工作原理： 整个装置是由一定数量的膜组成的一系列结构单元；其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室和扩散室，采用逆流操作，在阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液（自来水）时，废酸液

侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧，根据扩散渗析原理，由于浓度梯度的存在，废酸及其盐类有向扩散室渗透的趋势，但膜对阴离子具有选择透过性，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，也会夹带阳离子，由于H+的水化半径比较小，电荷较少；而金属盐的水化半径较大，电荷较多，因此H+会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。废碱液的回收和废酸液的回收原理相同，采用的膜为阳膜。 二、蓄电池业废酸的回收 极板化成之后的废酸由于酸洗极板之后废酸中铁离子含量增加。如果重复使用由于铁离子的存在会与负电极形成腐蚀微电池，引起负极金属溶解；电解液废酸中铁离子含量高则引起电池的自放电使电池容量减少，降低电池使用寿命。用扩散渗析法回收处理电解液废酸和化成废酸，铁离子截留率在90%以上。

废酸回收处理方案 免费版

废酸回收处理方案 废酸的成分主要为硫酸和金属离子。 这些废酸的排放或采用石灰中和， 不仅造成资源浪 费，使产品成本增加，而且还导致严重的环境污染，影响和制约了企业的生存和发展。本方 案采用膜技术对酸洗废液进行回收处理,减少企业废酸处理费用,同时可有效的对废酸进行回 收,给企业带来较大的经济效益和社会效益。 一、设备原理 膜法回收废酸采用的是渗析原理，是以浓差做推动力的，整个装置由扩散渗析膜、配液 板、加强板、液流板框等组合而成，如图 1，由一定数量的膜组成不同数量的结构单元；其 中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室（A）和扩散室(B)，如图1，阴离子均相膜的 两侧分别通入废酸液及接受液 （纯水） 时， 废酸液侧的游离酸及其盐的浓度远高于水的一侧。 由于浓度梯度的存在， 废酸中的游离酸及其盐类有向B 室渗透的趋势，但膜是有选择透过性 的，它不会让每种离子以均等的机会通过。首先阴离子膜骨架本身带正电荷，在溶液中具有 吸引带负电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，这样废液中的酸就会被分离出来。由于采用逆流操作，在废液出口处， 酸室中的游离酸酸虽因扩散而大大降低浓度，仍比进口水中游离酸的浓度高，加上实际做膜 时，可以通过侧基取代控制膜的含水量和孔径。 残液 自来水 A 图 1.扩散渗析回收废酸示意图 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 废酸 回收酸 H + A n- A n- A n- A n- H + M + A n- H +

吸附法净化废酸技术及案例分享

废酸产生于各行各业，化学工业领域每年产生各种浓度的废酸接近8000万吨，属于产生废酸的大户，钢铁企业、金属加工及酸洗领域年，另外在轻工业、石油冶炼业等领域，每年产生的废酸也要超过5000万吨，因此对这些酸废液如不进行处理就进行排放，既污染环境，又浪费宝贵资源。 吸附法主要是指利用固体吸附剂（活性炭、膨润土、树脂、高分子吸附材料）的物理吸附和化学吸附性能，去除废酸中污染物的方法。 净化废酸工艺流程 废酸净化案例 1废酸除重金属类 1.1除铜 某生产糖精钠的企业在生产工艺中产生的含铜废酸，经过处理可以达到回用产线要求表1 指标Cu/ppm 盐酸含量 原酸5000 8% 净化酸＜500 8% 1.2除锌 某金属表面处理企业产生的含锌废盐酸，经过净化可用于生产净水剂二氯亚铁 表2 指标Zn/ppm 盐酸含量

原酸8000 8% 净化酸＜1500 8% 1.3除铅 某金属表面处理企业产生的含铅废盐酸，经过净化可用于生产净水剂二氯亚铁 表3 指标Pb/ppm 盐酸含量 原酸2500 10% 净化酸＜30 10% 2废酸除COD、脱色类 2.1除COD 某精细化工企业生产过程中产生的副产盐酸中含有机物，需要净化后才能使用，经过海普定制工艺，处理后可达到使用要求 表4 指标有机物盐酸含量 原酸70000 30% 净化酸＜10000 30% 去除率＞85% —— 2.2脱色 某化工企业生产过程中产生的废硫酸中含有大量的COD、色度也很高，经过海普吸附系统处理可以大大降低其COD、色度，保证了后面提浓后满足回用要求。 表5

指标COD 外观硫酸含量 原酸50000 深红色30% 净化酸＜2500 无色30% 去除率＞95% ———— 图2.处理效果图，左为原酸右为净化酸 5 总结 将吸附技术应用于废酸净化除杂，可以在不降低酸浓度的情况下，提高酸的品质，从而为废酸的直接回用、生产副产品等资源化处置提供支持。从社会层面讲，降低了废酸排放的环境压力并且节约了资源；从企业角度考虑，降低了企业的生产成本提高了利润。将来随着各种新型吸附剂的推出，吸附法将在净化废酸这一块做出更多的贡献。 以上就是相关内容的介绍，希望对大家了解这一问题会有更多的帮助，同时想要获取更多相关问题内容，可以咨询江苏海普功能材料有限公司，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术，配套应用工艺开发、技术服务、工程实施等，为客户解决相关环保难题的国家高新技术企业，在废酸净化方面已经有很多成熟的应用案例。

钛白粉生产废物的处理--硫酸法(一)

世上无难事，只要肯攀登 钛白粉生产废物的处理--硫酸法（一） 作为矿物加工的无机化工产品钛白粉的生产，应该说从1918 年的硫酸法 开始，到氯化法的研究直至1958 年的工业化生产，始终伴随着大量废副处理 之问题。无论硫酸法还是氯化法，分离过程均是无机化工的本质。众所周知， 质量、环保、健康，与之对应的国际标准是ISO 9000、ISO 14000, ISO 18000；这是社会进步的必然结果。20 世纪80 年代，在发达国家硫酸法钛白粉、氯化 法钛白粉生产的质量已经满足应用的发展并与其同步。进人90 年代，绿色运动，环保法规迫使生产者进步，废副处理及排放必须达到法规之要求。技术的 进步也使此类问题总是迎刃而解。其废气、废渣、废水已经做到达标排放，或 加工成其他产品。对废酸的处理和加工，国外成功的方法费用较高，在100- 180＄／t 钛白粉左右；而且前国内多数未处理，惟一的某厂引进的装置处理费 用与国外相比，也仅在其下限，但不能连续生产，也不能满足其废酸生产量。(1)废水酸解尾气吸收废水，偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。(2)废酸经预处理除铁浓缩，返回生产中，或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。(3)废渣七水合硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。(4)废气酸解尾气用水或碱液吸收，煅烧尾气用水或碱液吸收，再经静电除雾。 1.全球硫酸法钛白粉废酸处理与综合利用概况硫酸法钛白粉生产工艺自1918 年到现在已有八十多年的历史，长期的研究与 改进使其工艺已趋于完善，除操作工艺、控制手段和设备选用不同外，各公司 的主要流程基本上是一致的。硫酸法的特点是原料（钛铁矿、硫酸）资源丰 富，廉价易得；工艺技术成熟，设备简单，易于操作管理。缺点是工艺流程 长，间歇操作，废副（硫酸亚铁、稀废硫酸和酸性污水）排放量大。在20 世 纪80 年代后期和90 年代初期，硫酸法钛白粉生产工艺引人不同的改进方法，

废酸处理各种方法对比

废酸处理的研究现状 摘要 本论文通过对国内外废酸液现状及处理方法的分析，结合国内不同行业的现状，提出了废酸处理的措施和方法。这些措施和方法主要有: 焙烧法、浓缩法、中和法、萃取法、离子交换树脂法等。焙烧法探讨了对盐酸洗涤废液进行处理和资源回收中应用喷雾焙烧工艺的技术问题。介绍了喷雾焙烧法的工艺过程，确定了基木工艺参数并讨论了各参数的变化对氧化铁粉质量的影响。龚家竹、江秀英等在硫酸法生产钛白粉过程中稀硫酸的浓缩除杂方法中公开了硫酸法生产钛白粉过程中稀硫酸的浓缩除杂方法。对于付智娟的盐酸酸洗废液中和氧化置换工艺研究中的中和法是以盐酸酸洗废液的无害化和资源化为出发点，通过中和氧化制换过程的理论分析、工艺流程的研究，得出最佳工艺参数。李梅香的粗苯精制废酸的再生研究中的萃取法是利用相似相溶原理，使废酸中的有机物转移到萃取剂中，从而使硫酸分离出来。而对于离子交换树脂法，孙金茂等的废盐酸的再生利用是利用某些离子交换树脂可从废酸溶液中吸收盐酸而排除金属盐的功能来实现酸盐分离的；而李长海、史鹏飞等的由弱碱性阴离子树脂分离β- 萘磺酸则是利用Indion860 树脂处理β- 萘磺酸废液,从而将β-萘磺酸分离出来。通过实例简单介绍各种方法的现状、原理和优缺点。 关键词：废酸; 焙烧法; 浓缩法; 中和氧化法; 萃取法; 离子交换树脂法

The Study Situation of Waste Acid Processing Abstract The present paper through to the domestic and foreign acid pickle present situation and processing method's analysis, the union domestic different profession's present situation, proposed the waste acid processing measure and the method.These measures and the method mainly have: roasting, concentration techniqu, the neutral oxidation, ion exchang, extraction, erude benzol refining . In the hydrochloric acid pickle liquor neutral oxidation replacement technical study's neutrodyne system is changes into the starting point by the hydrochloric acid pickle liquor detoxification and the resources, trades the process through the neutral oxidized system the theoretical analysis, the technical process research, obtains the best technological parameter. The method of roasting discussed has carried on processing and the resource recovery to the hydrochloric acid wash waste liquid applies the atomization roasting craft the technical question. In the sulfuric acid method production titanium oxide powder process the dilute sulphuric acid concentration publicized in the sulfuric acid method production titanium oxide powder process except the mixed method in the dilute sulphuric acid concentration to eliminate the mixed method. In the crude benzene purification waste acid's regeneration research's extraction method is the use similar dissolves the principle, causes in the waste acid the organic matter to shift to the extracting agent, thus causes the sulfuric acid to separate. Introduces each method simply through the example the present situation, the principle and the good and bad points Key words: waste acid ; roasting ; concentration techniqu ; the neutral

废酸再生技术

精心整理 废酸资源化技术摘要 钢铁热轧所产生的酸洗废液一般含有0.05～5g ／L 的 H+和 60～250 g ／L 的 Fe2+，由于严重的腐蚀性，已被列入《国家危险废物名录》。该类废液的直接排放不仅严重污染环境，而且造成极大的浪费。 Ca （OH 1 特性，在焙烧炉中直接将FeCl2 转化为盐酸和Fe2O3，其反应如下： 4FeCl2+4H2O+O2＝SHCIt↑+2Fe2O3

反应生成的和从酸里蒸发出来的HCl气体被水吸收后得到再生酸。这是一种最彻底、最直接处理酸洗废液的方法。由于盐酸具有挥发性，所以该方法更适合于盐酸酸洗废液的处理。实践证明该方法可以处理任何含铁量的盐酸酸洗废液。 流化床焙烧法与喷雾焙烧法是直接焙烧法中两种应用最早、最成熟的工艺形式。虽然采用的具体设备和工作过程不完全相同，但工作原理相同，它们将废液的加热、 厂、 除了上述两种方法以外，还有日本的开米拉依托法、奥托（OTTO）法、PORI法及滑动床法等方法。开米拉依托法在直接焙烧法的基础之上，加入了氧化铁的提纯工艺，可以生产出高纯度氧化铁，是钢铁工业与电气磁性材料的结合。 直接焙烧法原理简单，而且一般自动化程度都较高，解决了钢铁企业不熟悉化工生产操作的难题，但是由于其要求系统内各个程序的控制相互协调，而且要求酸洗工

序与之密切配合，需要具有较高的设计、管理和控制水平，同时由于在高温下盐酸有强烈的腐蚀性，因此接触废液的设备均需要采用优质的耐腐蚀材料，造成设备成本、零部件消耗、维修费用及运行费用都很高，因此该法更适合于大型企业采用。 目前已经建立了许多无废液排放的带钢酸洗厂，即将直接焙烧处理工艺与钢材的酸洗工艺有效地结合起来。 1.2 1.2.l 晶体的 由于盐酸具有挥发性，容易再生，所以在对盐酸酸洗废液进行浓缩处理的同时，可以回收得到稀盐酸，与浓酸混合后可循环用于酸洗工艺。也可以用萃取法再生盐酸后进行铁盐的回收[1]。 1.2.2 膜法分离

废酸的处理

硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。近年来许多国家已经制定了严格的排放标准，与此同时，先进的治理技术也在世界各地迅速发展起来。 废硫酸和硫酸废水除具有酸性外，还含有大量的杂质。根据废酸、废水组成和治理目标的差异，目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理。 1 废硫酸的回收再用 废硫酸中硫酸浓度较高，可经处理后回收再用。处理主要是去除废硫酸中的杂质，同时对硫酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。 1.1 浓缩法 该法是在加热浓缩废稀硫酸的过程中，使其中的有机物发生氧化、聚合等反应，转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去，从而达到去除杂质、浓缩稀硫酸的双重目的。这类方法应用较广泛，技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法，下面分别加以介绍。 1.1.1 高温浓缩法 淄博化工厂三氯乙醛生产过程中有废硫酸产生，其中H2SO4质量分数为65%～75%、三氯乙醛质量分数为1%～3%、其它有机杂质的质量分数为1%。该厂将其沉淀过滤后，用煤直接加热蒸馏，回收的浓硫酸无色透明，H2SO4质量分数大于95%，无三氯乙醛检出，而沉淀物经碱解、蒸馏和过滤后可回收氯仿。该厂废硫酸处理量为4000t/a，回收硫酸创利润55万元/a〔1〕。 日本木村-大同化工机械公司的废硫酸浓缩法是用搪玻璃管升膜蒸发和分段真空蒸发相结合，将废硫酸中H2SO4的质量分数从10%～40%浓缩到95%，其工艺可分为3段，前两段采用不透性石墨管加热器蒸发浓缩，后一段采用搪玻璃管升膜蒸发器浓缩，在每一段中H2SO4质量分数渐次升高，分别达到60%、80%和95%。加热过程采用高温热载体，温度为150～220℃，可将有机物转变为不溶性物质，然后过滤除去，该工艺以2t/h的规模进行中试，5a运转良好。该工艺适应能力很强，可用于含多种有机杂质的废硫酸的处理〔2〕。 1.1.2 低温浓缩法 高温浓缩法的缺点在于：硫酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大，实际操作非常麻烦。因此，近年来开发出了一种改进的浓缩法，称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。 WCG法的原理和工艺如下：将废稀硫酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩，然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化，分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器，净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔，经反复循环浓缩蒸馏，达到浓度要求后，用泵打入浓硫酸储罐。浓硫酸可作为生产原料再利用。其工艺流程见图1。 WCG法浓缩装置主要由换热器、循环浓缩塔和引风机组成。换热器材质为石墨，浓缩塔材质为复合聚丙烯，泵及引风机均为耐酸设备。