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          擴散滲析設備

          一、擴散滲析設備原理

                擴散滲析設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由高濃度一側通過膜向低濃度一側遷移的技術設備。這種技術是以濃度差為動力,所以也稱為濃差滲析或自然滲析。它主要用于有機和無機電解質的分離和純化。在環境工程方面目前主要用于酸、堿廢液的處理和回收。
           

          二、擴散滲析設備回收廢酸

                擴散滲析設備是由一定數量的膜組成的一系列結構單元;其中每個單元由一張陰離子均相膜隔開成滲析室和擴散室,采用逆流操作,在陰離子均相膜的兩側分別通入廢酸液及接受液(自來水)時,廢酸液側的酸及其鹽的濃度遠高于水的一側,根據擴散滲析原理,由于濃度梯度的存在,廢酸及其鹽類有向擴散室滲透的趨勢,但膜對陰離子具有選擇透過性,故在濃度差的作用下,廢酸側的陰離子被吸引而順利地透過膜孔道進入水的一側。同時根據電中性要求,也會夾帶陽離子,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+會優先通過膜,這樣廢液中的酸就會被分離出來。

          應用領域: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領域。本裝置對酸的回收率可達80%以上,金屬離子去除率90%以上。
           

           三、擴散滲析設備的應用

                1.陰膜擴散滲析設備在化成箔行業中的應用

                化成箔腐蝕加工過程中,產生大量的廢酸。這些廢酸的排放(即使采用石灰中和),不僅造成資源浪費,使產品成本增加,而且還導致嚴重的環境污染,影響和制約了企業的生存和發展。以一個中型的低壓電極箔生產企業為例,每天排放15~20%的廢鹽酸30噸,相當于浪費15~20噸31%的成品酸。采用擴散滲析技術,可將其中的鹽酸有效回收,每月節約鹽酸產生的經濟效益在20萬元以上,同時還解決了環境污染問題,經濟效益和社會效益十分可觀。
           

          酸 液 廢酸H+
          度(Mol/l)
          回收酸H+
          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 0.8 0.66 6 0.4 83.3 93.1
          鹽 酸 1.6 1.4 9 0.54 84.2 92.6
          硫酸+鹽酸 5.1 4.5 9 0.52 82.0 91.1
           
                  2.陰膜擴散滲析設備在鋁型材行業中的應用
           
                  鋁型材陽極氧化加工過程中,產生大量的廢酸。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1.5%,用擴散滲析器處理該酸液,能回收其中85%以上的酸成分,而對鋁離子的截留率也能達到90%?;厥账崃弦核釢舛确€定,后續配酸容易,而且均質的料液對生產的影響小。

                  3.陰膜擴散滲析設備在PS版行業中的應用
           
                  在生產制作印刷PS版過程中,產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,使產品成本增加,而且導致嚴重的環境污染,影響和制約企業的生存和發展。采用擴散滲析技術對廢液進行處理,不僅將大部分鋁離子去除的廢液進行回收循環使用,同時穩定了生產中電介及氧化溶液的波動變化,促使生產PS版的質量提高。
           
          行業 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 1.1-1.6% 1.4-1.8% 10 1 90.0 94.3
          硫酸 18% ≥15% 9 0.9 83.3 93.0
          鋁型材 硫酸 17% ≥14% 15.1 1.3 82.0 93.5

           4.陰膜擴散滲析設備在石墨行業中的應用

                   高純石墨行業化學酸洗法提純石墨工藝中會有大量的廢酸產生,廢酸中和排放需要消耗大量的堿,同時產生大量的殘渣,提高企業生產成本并且對環境造成了污染,此類廢酸經過擴散滲析器處理后,80%的酸被回收循環再利用,為企業降低生產成本,同時減少廢渣的排放,為企業創造更多的社會效益。

                  5.陰膜擴散滲析設備在電鍍行業中的應用

                  電鍍行業生產中在鍍銅、鍍錫、鍍鋅、鍍鎳過程前都需要浸酸進行表面處理,產生大量的廢酸,此類廢酸成分復雜,酸濃度較高,中和排放既浪費大量的堿又產生大量的殘渣。廢酸經過擴散滲析器處理后,80%酸被回收再循環使用,90%金屬離子被截留進行后續重金屬處理,節省酸的同時又減少了堿的使用,并減少固廢殘渣的產生,為企業節約成本同時創造更多的經濟效益和社會效益。 

                  6. 陰膜擴散滲析設備在鋼鐵行業中的應用

                   不銹鋼、鋼簾線等鋼鐵工業中酸洗液有硫酸、鹽酸及硝酸-氫氟酸洗液。 我國此類廢液排放量驚人,目前此類廢液的處理還主要采用酸堿中和、冷卻結晶等方法,但與膜滲析法相比,各種方法都存在著原材料浪費和成本高等問題。膜法處理此類廢液,可用酸洗水(一般含鐵<0.5%)作為吸收液來回收廢酸液中的酸,回收酸返回系統繼續使用,這樣既為企業節約了資源,又解決了環境污染問題。
           

          行業 酸液 廢酸
          酸濃度
          回收酸
          酸濃度
          廢酸Fe2+
          度(g/l)
          回收酸Fe2+
          濃度(g/l)
          酸回收
          率(%)
          鐵截留
          率(%)
          不銹鋼 鹽酸 16% 18% 90 5 83.2 93.0
          硝酸 14% 15% 15 0.6 82.0 92.6
          鋼簾線 鹽酸 10% 11% 130 10 84.0 91.0
          硫酸 25% 21% 110 9 82.5 92.5
           
                   7.陰膜擴散滲析技術在蓄電池行業中的應用
           
                   極板化成之后的廢酸由于酸洗極板之后廢酸中鐵離子含量增加。如果重復使用由于鐵離子的存在會與負電極形成腐蝕微電池,引起負極金屬溶解;電解液廢酸中鐵離子含量高則引起電池的自放電使電池容量減少,降低電池使用壽命。用擴散滲析法回收處理電解液廢酸和化成廢酸,鐵離子截留率在90%以上。
           
          酸液 廢酸
          濃度
          回收酸
          濃度
          廢酸Fe2+
          濃度(ppm)
          回收酸Fe2+
          濃度(ppm)
          酸回收率
          (%)
          鐵截留率
          (%)
          硫酸 18% 15% 8 0.6 83.0 92
           
                   8.陰膜擴散滲析技術在濕法冶金行業中的應用
           
                   濕法煉銅生產中產生大量的電解貧液,若用石灰中和,除造成酸和銅的損失外,還引發環境問題。用陰膜擴散滲析回收電解貧液中的廢酸再返回系統使用,這樣既為企業節約了資源,又解決了環境污染問題。工藝流程如下:
           
          酸 液 廢酸
          酸濃度
          回收酸
          酸濃度
          廢酸Cu2+
          濃度(g/l)
          回收酸Cu2+
          濃度(g/l)
          酸回收
          率(%)
          鐵截留
          率(%)
          硫酸 20% 16.5% 50 4.5 82.0 91
           
                    9.陰膜擴散滲析技術在多晶硅生產行業中的應用
           
                    多晶硅是制造單晶硅、太陽能電池及高純硅制品的主要原料。在多晶硅的生產中會產生大量的廢酸。用擴散滲析法回收該廢酸再返回系統使用,這樣既為企業節約了資源,又解決了環境污染問題。
           
          酸液 廢酸
          酸濃度
          回收酸
          酸濃度
          廢酸Fe2+
          濃度(g/l)
          回收酸Fe2+
          濃度(g/l)
          酸回收
          率(%)
          鐵截留
          率(%)
          鹽酸+氫氟酸 13% 11% 1.4 0.13 83.0 92%
           


           
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