一、 擴(kuò)散滲析設(shè)備原理
擴(kuò)散滲析設(shè)備是一種利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質(zhì)由高濃度一側(cè)通過膜向低濃度一側(cè)遷移的技術(shù)設(shè)備。這種技術(shù)是以濃度差為動(dòng)力,所以也稱為濃差滲析或自然滲析。它主要用于有機(jī)和無機(jī)電解質(zhì)的分離和純化。在環(huán)境工程方面目前主要用于酸、堿廢液的處理和回收。
二、 擴(kuò)散滲析設(shè)備回收廢酸
擴(kuò)散滲析設(shè)備是由 數(shù)量的膜組成的一系列結(jié)構(gòu)單元;其中每個(gè)單元由一張陰離子均相膜隔開成滲析室和擴(kuò)散室,采用逆流操作,在陰離子均相膜的兩側(cè)分別通入廢酸液及接受液(自來水)時(shí),廢酸液側(cè)的酸及其鹽的濃度遠(yuǎn)高于水的一側(cè),根據(jù)擴(kuò)散滲析原理,由于濃度梯度的存在,廢酸及其鹽類有向擴(kuò)散室滲透的趨勢(shì),但膜對(duì)陰離子具有選擇透過性,故在濃度差的作用下,廢酸側(cè)的陰離子被吸引而順利地透過膜孔道進(jìn)入水的一側(cè)。同時(shí)根據(jù)電中性要求,也會(huì)夾帶陽離子,由于H+的水化半徑比較小,電荷較少;而金屬鹽的水化半徑較大,電荷較多,因此H+會(huì)優(yōu)先通過膜,這樣廢液中的酸就會(huì)被分離出來。
應(yīng)用領(lǐng)域:鋼鐵、化成箔、蓄電池、鈦白粉、濕法煉銅、鋁型材、多晶硅、電鍍、鈦材加工、木材糖化、稀土及其他有色金屬冶煉等工業(yè)領(lǐng)域。本裝置對(duì)酸的回收率可達(dá)80%以上,金屬離子去除率90%以上。
三、 擴(kuò)散滲析設(shè)備的應(yīng)用
1. 陰膜擴(kuò)散滲析設(shè)備在化成箔行業(yè)中的應(yīng)用
化成箔腐蝕加工過程中,產(chǎn)生大量的廢酸。這些廢酸的排放(即使采用石灰中和),不僅造成資源浪費(fèi),使產(chǎn)品成本增加,而且還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染,影響和制約了企業(yè)的生存和發(fā)展。以一個(gè)中型的低壓電極箔生產(chǎn)企業(yè)為例,每天排放15~20%的廢鹽酸30噸,相當(dāng)于浪費(fèi)15~20噸31%的成品酸。采用擴(kuò)散滲析技術(shù),可將其中的鹽酸有效回收,每月節(jié)約鹽酸產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在20萬元以上,同時(shí)還解決了環(huán)境污染問題,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分可觀。
酸 液
廢酸H+濃
度(Mol/l)
回收酸H+濃
度(Mol/l)
廢酸AL3+
濃度(g/l)
回收酸AL3+
濃度(g/l)
酸回收
率(%)
鋁截留
率(%)
硝 酸
6
鹽 酸
9
硫酸+鹽酸
9
2. 陰膜擴(kuò)散滲析設(shè)備在鋁型材行業(yè)中的應(yīng)用
鋁型材陽極氧化加工過程中,產(chǎn)生大量的廢酸。這些廢酸若中和處理不但酸得不到充分的利用,而且消耗大量的堿。一般鋁型材陽極氧化排出的廢酸濃度為18%,金屬離子濃度為 %,用擴(kuò)散滲析器處理該酸液,能回收其中85%以上的酸成分,而對(duì)鋁離子的截留率也能達(dá)到90%。回收酸料液酸濃度穩(wěn)定,后續(xù)配酸容易,而且均質(zhì)的料液對(duì)生產(chǎn)的影響小。
3. 陰膜擴(kuò)散滲析設(shè)備在PS版行業(yè)中的應(yīng)用
在生產(chǎn)制作印刷PS版過程中,產(chǎn)生大量的鹽酸電介液、硫酸氧化液等廢液排放。不僅造成資源浪費(fèi),使產(chǎn)品成本增加,而且導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染,影響和制約企業(yè)的生存和發(fā)展。采用擴(kuò)散滲析技術(shù)對(duì)廢液進(jìn)行處理,不僅將大部分鋁離子去除的廢液進(jìn)行回收循環(huán)使用,同時(shí)穩(wěn)定了生產(chǎn)中電介及氧化溶液的波動(dòng)變化,促使生產(chǎn)PS版的質(zhì)量提高。
行業(yè)
酸液
廢酸
濃度
回收酸
濃度
廢酸AL3+
濃度(g/l)
回收AL3+
濃度(g/l)
酸回收率
(%)
鋁截率
(%)
PS版
鹽酸
- %
- %
10
1
硫酸
18%
≥15%
9
鋁型材
硫酸
17%
≥14%
1
4. 陰膜擴(kuò)散滲析設(shè)備在石墨行業(yè)中的應(yīng)用
高純石墨行業(yè)化學(xué)酸洗法提純石墨工藝中會(huì)有大量的廢酸產(chǎn)生,廢酸中和排放需要消耗大量的堿,同時(shí)產(chǎn)生大量的殘?jiān)岣咂髽I(yè)生產(chǎn)成本并且對(duì)環(huán)境造成了污染,此類廢酸經(jīng)過擴(kuò)散滲析器處理后,80%的酸被回收循環(huán)再利用,為企業(yè)降低生產(chǎn)成本,同時(shí)減少?gòu)U渣的排放,為企業(yè)創(chuàng)造更多的社會(huì)效益。
5. 陰膜擴(kuò)散滲析設(shè)備在電鍍行業(yè)中的應(yīng)用
電鍍行業(yè)生產(chǎn)中在鍍銅、鍍錫、鍍鋅、鍍鎳過程前都需要浸酸進(jìn)行表面處理,產(chǎn)生大量的廢酸,此類廢酸成分復(fù)雜,酸濃度較高,中和排放既浪費(fèi)大量的堿又產(chǎn)生大量的殘?jiān)U酸經(jīng)過擴(kuò)散滲析器處理后,80%酸被回收再循環(huán)使用,90%金屬離子被截留進(jìn)行后續(xù)重金屬處理,節(jié)省酸的同時(shí)又減少了堿的使用,并減少固廢殘?jiān)漠a(chǎn)生,為企業(yè)節(jié)約成本同時(shí)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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