酸回收的擴散滲析技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀

寇自強

摘 要：環(huán)保的理念在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展中受到的關(guān)注越來越高，廢酸液是工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的污染物，對于其回收處理是一個必不可少的環(huán)節(jié)。擴散滲析技術(shù)不但操作簡單，而且對于能源的消耗小，酸回收的效果好，成為了工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，緩解能源緊張的問題，實現(xiàn)循環(huán)發(fā)展的重要選擇。通過對于酸回收的擴散滲析技術(shù)發(fā)展進行研究，可以為我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展提供有益的思路。

關(guān)鍵詞：酸回收;擴散滲析技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀

1 酸回收擴散滲析技術(shù)的概述

滲析指的是部分溶質(zhì)的離子或者分子可以通過半透膜，而一些較大的膠體粒子無法通過，最早系統(tǒng)地研究滲析現(xiàn)象的是英國化學(xué)家格雷厄姆。根據(jù)滲析的原理可以將半透膜如離子交換膜應(yīng)用于滲析的過程中，從而產(chǎn)生了擴散滲析，制作出擴散滲析器。酸回收的擴散滲析技術(shù)主要是采用滲析的原理，將溶質(zhì)的濃度差作為動力，推動高濃度區(qū)的酸根離子透過陰離子交換膜自然擴散到低濃度區(qū)。而陰離子交換膜的特點在于具有選擇透過性，從而將廢酸液中的金屬離子截留在高濃度區(qū)，從而將金屬離子與酸根離子分離開來，實現(xiàn)了酸液的回收。擴散滲析是一個自發(fā)進行的過程，其相較于其他分離過程具有極為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。擴散滲析技術(shù)在處于廢水的過程中具有更高的凈化效率，使得工業(yè)生產(chǎn)得到有效的改進，更加符合環(huán)保的要求，同時產(chǎn)品的質(zhì)量也能得到有效的提高。并且，利用擴散滲析技術(shù)進行酸回收其消耗的能量比較低。同時，擴散滲析技術(shù)無論是設(shè)備的安裝，還是運行，其需要的費用都比較低廉，設(shè)備運行也更為穩(wěn)定高效。此外，利用擴散滲析技術(shù)進行酸回收不但能夠解決廢酸液污染的問題，其本身在運轉(zhuǎn)的過程中對于環(huán)境也幾乎是無污染的。

2 酸回收擴散滲析技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

毫無疑問，對于酸回收與廢酸液處理而言，擴散滲析技術(shù)無疑是一項最為理想的技術(shù)，得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。目前，酸回收擴散滲析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以從以下幾個方面進行分析。

2.1 擴散滲析技術(shù)回收硫酸

在工業(yè)生產(chǎn)中，硫酸的應(yīng)用廣泛，如用于進行鋼鐵酸洗，鈦白粉、化成箔的生產(chǎn)等。在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢液。在鈦白粉的生產(chǎn)中生產(chǎn)1t鈦白粉就會產(chǎn)生200到400t的廢液。這些廢液當(dāng)中金屬鹽與硫酸的含量巨大，如果不進行回收利用會給環(huán)境帶來巨大的負擔(dān)，造成嚴(yán)重的浪費。目前，硫酸回收的擴散滲析技術(shù)主要發(fā)展出了：硫酸+硫酸銅、硫酸+硫酸亞鐵、硫酸+硫酸鋅、硫酸+硫酸亞鐵+硫酸氧釩等多種。在鈦白廢酸液的回收利用與處理中，通過運用DF120陰離子交換膜來回收硫酸，酸鹽的分離系數(shù)可以達到23.6，水酸流量比可以達到1-1.1左右。在廢酸液的濃度為1.3摩爾每升，流量為0.6升每小時的情況下，硫酸的回收率可以超過85%。

2.2 擴散滲析技術(shù)回收鹽酸

在工業(yè)生產(chǎn)中酸洗是一種清潔金屬表面的重要方法，是一個不可或缺的環(huán)節(jié)。而選擇鹽酸為酸洗劑進行酸洗的速度要快于硫酸的酸洗速度，并且所需的用量更少，效果更好，產(chǎn)生的廢酸液也更少，因而被許多工廠選為酸洗劑。作為一種強酸，鹽酸廢液的回收利用也是不能夠忽視的。在回收鹽酸的過程中，擴散滲析技術(shù)的應(yīng)用與硫酸的回收有一定的相似性。但是，由于二者在理化性質(zhì)上存在一定的差異性，其在擴散滲析過程中，酸濃度對鹽透過的影響、鹽效應(yīng)等也存在一定的差異。鹽酸回收中的擴散滲析技術(shù)主要有：鹽酸+氯化亞鐵、鹽酸+氯化鐵、鹽酸+氯化鎳、鹽酸+氯化鋅等。在電鍍行業(yè)當(dāng)中，廢液中的鹽酸回收可以使用DF120陰膜將鹽酸與氯化亞鐵、氯化鋅分離開來。在廢液中的鹽酸濃度為3摩爾每升，亞鐵離子的濃度為2.7摩爾每升，鋅離子的濃度為0.07摩爾每升的情況下，鹽酸的回收率可以達到88%。

2.3 擴散滲析技術(shù)回收混合酸

鈦白粉的生產(chǎn)中，廢酸通常只可以進行1-2次循環(huán)，因為鈦的含量過高會大大影響洗滌的強度，從而導(dǎo)致洗滌達不到相關(guān)的要求。如果廢液的鈦含量達到20克每升則需要廢棄。洗滌廢液中會含有硝酸、氫氟酸、鈦離子等，利用擴散滲析技術(shù)可以將其中的硝酸和氫氟酸進行回收。利用512m2的擴散滲析器，每年大約可以處理2400m3的廢酸液，而且總酸的回收率可以達到85%。不但可以減少廢酸液的排放，而且經(jīng)過回收后還可以加入新酸用于酸洗當(dāng)中，提高了利用率。同時，經(jīng)過擴散滲析技術(shù)回收處理的殘液也可以加入堿進行中和，然后從中提取出氟鈦酸鈉。因而，擴散滲析技術(shù)在硝酸和氫氟酸混合酸的回收中可以發(fā)揮重要的作用，不但污染少，而且投資回的報期短，5個月就可以收回成本。

3 結(jié)語

擴散滲析技術(shù)在酸回收上的應(yīng)用具有選擇性好、成本低、回收率高、環(huán)境友好等突出的優(yōu)勢，在許多國家都得到了廣泛的應(yīng)用，取得了環(huán)境效益與經(jīng)濟效益雙贏的局面。在未來，擴散滲析技術(shù)的改進需要進一步開發(fā)新型均相離子交換膜的，確保半透膜能夠在高溫的酸堿廢液保持長期的穩(wěn)定性，從而使得高溫的廢水可以得到有效的處理。并且，要進一步提高半透膜的選擇性，從而提升鹽的截留率與酸的回收率;還需要研制新型擴散滲析膜組件，實現(xiàn)回收處理設(shè)備的小型化。

參考文獻：

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