膜分離技術(shù)在冶金

膜分離技術(shù)在冶金中的應(yīng)用

學(xué)院：化工院學(xué)號(hào)：112312152姓名：王明雪一膜及膜過(guò)程

什么是膜?1．兩相之間一個(gè)具有選擇透過(guò)性的屏障or兩相之間的界面。2．國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)定義膜為“一種三維結(jié)構(gòu)，三維中的一度(如厚度方向)尺寸要比其余兩度小得多，并可通過(guò)多種推動(dòng)力進(jìn)行質(zhì)量傳遞。3．實(shí)際應(yīng)用的膜僅僅很薄的起分離作用的表皮為膜．其余大部分為多孔支撐溶。4．微孔精密過(guò)濾管(不是膜)。

一膜及膜過(guò)程膜過(guò)程有哪些?·氣體分離膜過(guò)程(以氣體為分離對(duì)象)；·離子交換膜分離過(guò)程(擴(kuò)散滲析，電滲析，離子膜隔膜電解，雙極膜電解或電滲析)；·壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程(徽濾，超濾，納濾、反滲透)；·熱驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程(膜蒸餾、滲透汽化)；·液膜分離過(guò)程(乳化液膜、支撐液膜，靜電準(zhǔn)液膜．微孔固體隔膜萃取)二膜分離有什么優(yōu)點(diǎn)？高效、節(jié)能、過(guò)程溫和、操作簡(jiǎn)便、易于放大、易于與其它技術(shù)集成等優(yōu)點(diǎn)迅速在海水及苦咸水淡化、純水及高純水生產(chǎn)、化工、制藥、生化、飲料及食品加工等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，并迅速引起了環(huán)保、冶金等行業(yè)的重視。三冶金工業(yè)應(yīng)用膜技術(shù)的狀況

就專業(yè)領(lǐng)域而言，膜技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)涉及到采礦、選礦、冶煉、材料與加工四個(gè)專業(yè)。按金屬類別歸納膜技術(shù)的應(yīng)用已深入到黑色金屬、重有色、輕有色、稀有金屬、貴金屬、放射性元素各類金屬。三冶金工業(yè)應(yīng)用膜技術(shù)的狀況黑色金屬：主要用于鋼板酸洗液的處理及廢水處理與回用。重有色金屬：已經(jīng)在Cu、Ni、Zn、Sn幾個(gè)金屬領(lǐng)域得到應(yīng)用。輕有色金屬：已經(jīng)在A1203生產(chǎn)及鋁加工工業(yè)中得到應(yīng)用。稀有金屬：已經(jīng)在鎢、鉬、鈦、鉭、鈮、錸等金屬領(lǐng)域得到應(yīng)用，在稀土及鋰工業(yè)中有可能較快取得突破。貴金屬：在黃金生產(chǎn)中已獲得應(yīng)用。放射性元素：鈾提取是最早應(yīng)用膜分離技術(shù)的冶金工業(yè)。四應(yīng)用膜技術(shù)可能解決冶金行業(yè)的哪些技術(shù)問題酸或堿的回收劈裂鹽為酸或堿形成閉合工藝鹽類的轉(zhuǎn)型溶液濃縮不同價(jià)態(tài)離子，不同分子量大小的鹽類分離溶液的過(guò)濾精制作為隔膜分開反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)物氣體分離、富集五實(shí)例一——Cu礦山低含量酸性Cu浸出液膜濃縮北美七個(gè)銅礦山用NF膜濃縮低含量Cu酸性溶液的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯于表1。七個(gè)礦山的試驗(yàn)都取得成功，水回收率為40—50％，銅的濃縮倍數(shù)為1．7—2倍。五實(shí)例一——Cu礦山低含量酸性Cu浸出液膜濃縮

以MexicanadeCananea礦山為例以MexicanadeCananea礦山為例，在一個(gè)廢礦坑內(nèi)已經(jīng)積存了價(jià)值2600萬(wàn)美元的低Cu含量浸出液，其銅含量大約為O．6—0．89／L，總量在1500萬(wàn)m3以上。由于銅含量太低，無(wú)法用現(xiàn)有的SX／EW作業(yè)回收。在1996年安裝了每分鐘處理量為4000加侖的納濾膜裝置(相當(dāng)于日處理量21，800m3)，通過(guò)膜濃縮的液流直接送往溶劑萃取回收銅，膜滲透物已基本不含重金屬，送到尾砂濃密機(jī)，解決了另一個(gè)礦山的缺水問題。安裝成本為1．5美元/加侖/天，操作成本為0.4美元/1000加侖(不包括更換膜費(fèi)用)，投資收回期少于2年。運(yùn)行一年半后，沒有發(fā)現(xiàn)任何膜元件失效問題(膜元件數(shù)達(dá)1000支以上)，從礦坑內(nèi)已除去了近l/2的水，并回收了價(jià)值1000萬(wàn)美元阻上的銅，如果用石灰法處理同樣量的水，不但回收不了銅，反而要付出700萬(wàn)美元的處理費(fèi)用。以MexicanadeCananea礦山為例美國(guó)Major銅礦山，將含Cu0.69／L的浸出液用NF濃縮美國(guó)Major銅礦山，將含Cu0.69／L的浸出液用NF濃縮至1．29／L，再送萃取一電積工藝，與不用膜濃縮相比，日處理2725m3低Cu浸出液，每天凈節(jié)約2410美元操作費(fèi)用，1.7年收回全部投資。五實(shí)例一——Cu礦山低含量酸性Cu浸出液膜濃縮

五實(shí)例二——DD法回收HN03+HF混合酸廢酸含HN03150g／L，HF20g／L，F(xiàn)e20g／L，使用德山曹達(dá)AFN膜，TSD-50-2000擴(kuò)散滲析器(其總有效膜面積大約為1000m2，處理能力為l升／h．m2，即總處理能力為1000升／hr)，回收的酸成分為HN03141g／L，HF12．5g／L，F(xiàn)e2．1g／L。其效益核算如下：

五實(shí)例二——DD法回收HN03+HF混合酸AFN膜的金屬泄漏率約為1-10％，如選用德山曹達(dá)的特種膜AHS-2，則凹收酸中金屬含量可小于10ppm，此時(shí)，DD裝置將酸的回收與純化結(jié)合在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成。TSD-50-2000擴(kuò)散滲析器的尺寸為長(zhǎng)6000mm，寬730mm，高1900mm，目前日本的擴(kuò)散滲析器尺寸一般可達(dá)9000x2000x2000(mm3)。

五實(shí)例二——DD法回收HN03+HF混合酸五實(shí)例三——雜化集成膜技術(shù)處理含Ni廢水長(zhǎng)沙力元新材料公司是我國(guó)生產(chǎn)泡沫鎳的基地，與杭州水處理中心合作，建立了每小時(shí)處理50m3含Ni廢水生產(chǎn)線，采用三級(jí)濃縮方案，其原則流程如圖6所示。五實(shí)例三——雜化集成膜技術(shù)處理含Ni廢水第一級(jí)NF濃縮10倍，第二級(jí)采用苦咸水淡化反滲透膜(BWRO)濃縮5倍，第三級(jí)采用海水淡化反滲透膜(SWRO)濃縮2倍，總濃縮倍數(shù)達(dá)100倍。一、二級(jí)滲透液約含Ni20mg／L，送離子交換回收。整套系統(tǒng)投資收回期少于六——在冶金行業(yè)推廣應(yīng)用膜技術(shù)的主要問題冶金是一個(gè)古老的行業(yè)，傳統(tǒng)的工藝與方法影響很深，進(jìn)行一次技改往往牽扯面很廣，領(lǐng)導(dǎo)者很難下決心。工業(yè)設(shè)計(jì)部門一般只求穩(wěn)妥，可靠，一般不能在設(shè)計(jì)中采用新技術(shù)，即使一些勇于進(jìn)取的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中采用了新技術(shù)，在審查中也難于通過(guò)。另一方面，采用了膜技術(shù)的企業(yè)，由于害怕同行競(jìng)爭(zhēng)，不問青紅皂白，采取所謂總體保密措施，對(duì)采用了膜技術(shù)這一信息也對(duì)外封鎖。近幾年鋼鐵、有色金屬價(jià)格上漲，搶資源成為一陣風(fēng)，國(guó)營(yíng)企業(yè)由于決策程序長(zhǎng)，在搶資源之戰(zhàn)中往往還占下風(fēng)，而私營(yíng)企業(yè)搶到資源后又缺乏技術(shù)與技術(shù)力量，為了盡快賺錢就簡(jiǎn)單采用傳統(tǒng)技術(shù)