冶金废液硫酸回收论文

2020-09-23 10:31:56 29

1溶剂萃取法回收废液中的硫酸

中国通过溶剂萃取法回收硫酸的早期研究集中在寻找合适的萃取剂以制备与废酸接触后，废酸中的杂质转移至有机溶剂。该方法对萃取剂有很高的要求：（1）不与硫酸反应，不溶于硫酸。 （2）废酸中的杂质在萃取剂和硫酸中具有较高的分配系数； （3）萃取反应容易，有价值的金属杂质损失少； （4）便宜且容易获得。萃取剂难以同时满足上述要求，并且运行成本高。国外学者集中研究了硫酸萃取剂，包括TEHA，丙氨酸336，TBP和Cyanex923 [3〜6]。 Got-tliebsenK等。

研究了TEHA对硫酸的萃取效果。当废酸中的硫酸浓度为180 g / L时，在20℃下将TEHA用作萃取剂，并将水用作6阶段萃取和6阶段萃取的汽提剂。反萃取可获得浓度为1253g / L的硫酸，回收率为75％。

2离子交换法回收废液中的硫酸

离子交换树脂嵌段法回收酸是基于Donan排斥原理，即外部溶液的酸浓度随着浓度的增加，树脂相与水溶液的电解质浓度之差减小，Donan的排斥作用减弱，中性电解质进入树脂相，导致非交换吸入。迄今为止，全世界已有数百种离子交换设备在运行，并且总结了一些典型的应用示例。中国的Shen Shide

研究了Dowex 1×8（74〜165μm）和201×7（300〜600μm）两种树脂对硫酸的吸附，并研究了铀浓缩过程中的酸吸附和酸延迟。通过延迟法回收酸时，应使用大颗粒树脂。如果溶液中还有其他可交换的阴离子，则会降低酸的吸附效果。基于中建立的HCl和HClO4吸附模型，PolhovskiaEM等人（2006）提出了吸附模型。重新建立了在0025至2mol / L浓度范围内的H2SO4和Li2SO4的Dowex1×8吸附模型，解释了电解质溶液中的多元酸。吸附Donan分布和离子协会。与相应的盐相比，离子缔合对树脂相中酸吸附的影响更为重要。 Li2SO4的吸附在所研究的浓度范围内完全受Donan平衡控制，但是当其在电解质溶液中的浓度达到3〜4时在mol / L时，离子缔合的影响不可忽略。

3膜分离技术废液中硫酸的回收

膜技术可以达到浓缩，纯化，混合物分离等目的。该技术已经在国外研究了很长时间，并且在日本和其他国家已经相对成熟。近年来，我国膜生产与应用研究取得了长足的发展，国产DF系列膜的性能已达到世界先进水平

，海水淡化

。

31通过电渗析回收硫酸

电渗析是在直流电场的作用下利用溶液中的阴离子和阳离子选择性地通过选择性离子交换膜，是在一个区域中浓缩溶液并在另一区域中稀释溶液的过程。其工作原理如图1所示。在电场力的作用下，脱盐室中的正负电荷抗衡离子（Na +和Cl-）通过阳离子膜和阴离子膜迁移到浓缩室，达到了目的。除盐。这是电渗析的主要过程。由于存在Donnnan平衡，浓缩室中同名的离子（Na +和Cl-）也进入负膜和正膜，并从膜进入除盐室。当浓缩室中的NaCl浓度高于除盐室中的NaCl浓度时，不可避免地会产生浓度差扩散现象。由于浓缩室和脱盐室之间存在浓度差，将产生渗透压差，使水从脱盐室渗透到浓缩室。当电流密度达到一定值时，膜液界面的离子浓度将降至零。当本体溶液中的离子太迟而无法补充时，高电势会将水分解成H +和OH-。以上四种现象会影响脱盐效果，降低电流效率。电渗析最初用于微咸水的脱盐。目前，由于电渗析能耗低，无污染，电渗析已广泛用于氧化铝赤泥脱碱，从Na2WO4溶液中回收碱，电镀废水

，重金属废水处理

研究了通过电渗析法从含铜，铁和镍离子的废液中回收硫酸的方法，并测量了电流密度，进料酸的初始浓度，金属离子的类型和浓度以及硫酸的回收率。影响。结果表明，进料溶液中酸的初始浓度为10〜200g / L，金属离子的浓度为4〜50g / L时，可以有效回收硫酸，回收率约为75％。少量金属离子被硫酸进入产物液，产物液的污染程度为：铜>铁>镍。这种现象可以通过实验测量的薄膜电阻来解释：铜<铁<镍。硫酸的回收率与进料溶液中金属离子的种类无关，但与初始酸浓度和电流密度有关。工艺能耗随着电流密度的增加而增加，与初始酸浓度无关。双极膜电渗析（EH）是一种新型的电渗析方法，它由层压的阳离子交换膜，阴离子交换膜和两个膜之间的中间层组成，将水直接分解为H +和OH。 -，从而实现无机盐的分解分解，并产生相应的酸和碱。 EH的主要应用是从盐溶液中生产酸（H2SO4）和碱（NaOH），生产苛性钠的成本仅为传统工艺的1/3〜1/2。 CifuentesL等。 使用EH回收铜电解废液中的硫酸。结果表明，采用六室EH，电流密度为225A / m2，电压为59〜65V，温度为45°C保温12h，得到50g / L溶液。电流密度的增加和温度的升高都有利于硫酸的回收。六室EH罐中硫酸回收过程中的离子和电解反应趋势如图2所示。HSO-4和H +富含AC-1以得到硫酸。电渗析容易发生浓度极化和结垢，从而增加电阻，减少离子迁移，减少盐分排斥并缩短膜寿命。因此，必须将电流密度控制为小于生产中的极限电流密度，增加溶液的湍流，减小扩散边界层的厚度，并定期用稀盐酸或稀乙酸洗涤。

扩散渗析法（DD）是在浓度作用下离子通过离子膜传输的过程，并且不需要压差或电位差。等等。硫酸的DD回收原理如图3所示。使用带正电荷的阴离子交换膜可以捕获除氢离子以外的所有阳离子，并使阴离子通过以实现酸和盐的分离。江西铜德山铜矿堆浸厂细菌浸出液中铁含量高，因此提取了一部分电解贫液进行处理。该工厂采用阴离子交换膜扩散渗析法回收硫酸。酸回收率不低于75％，铁的排除率为90％。常伟等。 使用扩散渗析法回收钒湿法冶金浸出液中的硫酸，并在试验中研究了山东天威公司DF-1和DF-3系列膜的运行效果。浸出液中含有617g / L的硫酸，Fe112g / L和V460g / L。使用HKY-001扩散渗析机安装了40层膜，总面积为32m2。溶液中游离酸浓度小于100g / L时，硫酸的回收率达到90％以上；如果硫酸浓度连续增加，则回收率降低。原因是硫酸浓度的增加将导致膜的溶胀降低，这将降低阴离子通道的渗透性。硫酸主要以HSO-4的形式通过阴离子交换膜，硫酸浓度的增加意味着SO2-4的增加，这将具有更多的负电荷通过膜与HSO-4竞争的优势。 。这也是机会。进料液体中硫酸浓度增加而回收率降低的原因。尽管通过扩散渗析法回收硫酸的能量消耗低，但是它花费时间长并且处理能力相对较小。大型透析机的处理能力仅为每天6吨。因此，扩散渗析法与先通过膜蒸馏稀释废酸液再进行扩散渗析以回收酸的方法的结合应用将是膜技术的新研究方向。

4结论

冶金行业产生的废酸量大，浓度不同，组成也不同。使用哪种方法来恢复它？不仅要从经济角度，而且要基于环境保护，都应仔细分析无机酸和贵金属。溶剂萃取和离子交换方法的处理能力更灵活，反应时间更短。但是，一旦确定了这两种方法的特定操作条件，就不能太大地改变原料液体的组成。膜技术可以适应进料液的复杂性，金属离子的保留率高，但存在处理量小，投资大等缺点。因此，重要的是开发高性能膜并加强集成膜技术的研究与开发。