滲析FeSO4體系中的H2SO4

1、卷式擴散滲析膜法回收H2SO4FeSO4體系中的H2SO4近年來工業(yè)的發(fā)展已對環(huán)境產(chǎn)生了極大的威脅，很多行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)過程中帶來了大量的無機廢酸液，關于無機酸的回收和處理問題越來越受到人們的關注。其中硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量廢硫酸，由于廢酸液中同時含有亞鐵等可溶性鹽，從而限制了硫酸的循環(huán)使用。將酸從金屬鹽的混合體系中分離回收的常用方法是擴散滲析法。技術原理： 該技術利用陰離子交換膜對H 與金屬離子的選 擇透過性不同而實現(xiàn)酸與鹽的分離。擴散滲析法無二次污染技術優(yōu)點：高效實用工藝簡單高效節(jié)能陰離子交換膜擴散滲析板框式擴散滲析器n結構簡單、易拆裝n設備笨重、體積大n不易運輸、n傳質不夠充分n難以

2、將其大規(guī)模工業(yè)應用螺旋卷式擴散滲析膜組件n體積小、質量輕n裝填密度大n易強化傳質n商業(yè)化的成本低實驗部分卷式擴散滲析的裝置示意圖本實驗中鈦白廢酸液(料液)和水在膜組件內所采用的是螺旋式逆流流動方式，鈦白廢酸液從左側中心管進入膜組件，殘液由左側側流管流出，水從右側側流管進入膜組件，回收酸液由右側中心管流出。螺旋卷式擴散滲析膜組件的流道示意圖n每層陰離子交換膜兩側分別是鈦白廢酸液和水，鈦白廢酸料液從中心管口2進入，由對應的側流管口1出來的是殘液。水從側流管口4進入，對應回收酸液由中心管口3流出，這就形成了料液(滲析液)和水(擴散液)的螺旋式逆流流動。結果與討論n時間和流速對卷式擴散滲析性能的影響n

3、料液中H2SO4濃度對卷式擴散滲析性能的影響n料液中FeSO4濃度對卷式擴散滲析性能的影響n流速比(殘液回收酸液)對卷式擴散滲析性能的影響時間和流速對卷式擴散滲析性能的影響n時間和流速對酸回收率和亞鐵離子截留率的影響如圖所示時間和流速對卷式擴散滲析性能的影響n流速從2 mLmin增加到10 mLmin時，在1 h內，酸的回收率逐漸增加，達到2 h后基本穩(wěn)定，故后續(xù)試驗中，酸和鹽濃度均是采自2 h后的數(shù)據(jù)。n采用的流速越大，達到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時間越短，流速越低，即處理量越小時，酸回收率越大，F(xiàn)e 截留率越小，實際上回收的酸濃度液也越大。n實際生產(chǎn)中應綜合考慮酸回收率、金屬鹽泄漏率、回收酸濃度及

4、單位時間處理量等指標，來選擇合適的流速。料液中H2SO4濃度對卷式擴散滲析性能的影響n圖中顯示了料液中H2SO4濃度對卷式擴散滲析結果的影響，隨著H2SO4濃度的增加，酸回收率也隨之增加，從816增加到857，F(xiàn)e 的截留率基本保持在905，沒有明顯的變化，略顯下降。因此隨著H2SO4濃度的增加，酸的回收率也呈增加的趨勢，F(xiàn)e 的截留率基本保持不變，并因H 的競爭性透過而略顯減小。料液中FeSO4濃度對卷式擴散滲析性能的影響n圖中顯示料液中FeSO4濃度對卷式擴散滲析性能的影響，隨著FeSO4濃度的增加，酸回收率也隨之增加。流速比(殘液回收酸液)對卷式擴散滲析性能的影響n由圖中可知，隨著流速比(截留液回收酸液)的增加，酸的回收率有逐漸減小的趨勢，從8667降到5385，F(xiàn)e2+截留率與酸回收率呈現(xiàn)相反的趨勢，是逐漸增加的，從8771增加到95。在流速比為1的時候酸的回收率達到80，F(xiàn)e2+的截留率可以達到90。結論n螺旋卷式擴散滲析膜組件是回收鈦白廢酸液中硫酸的有效設備，對于1 m2左右的膜組件，在要求酸回收率80以上、金屬離子截留率90以上、回收酸濃度為原酸濃度70左右時，保持流速比在085-1，處理量可達484 mL(minm2）n該膜組件裝填密度大及其有利于傳質的結構設計，使其在單位膜面積的處理量上明顯優(yōu)于小型板框式擴