2020年冶金废液硫酸回收论文

冶金废液硫酸回收论文 我国早期对溶剂萃取法回收硫酸的研究集中于寻找合适的萃取剂,使之与废酸接触后将废酸中的杂质转移到有机溶剂中1。这种方法对萃取剂的要求高:(1)不与硫酸起化学反应且不溶于硫酸;(2)废酸中的杂质在萃取剂和硫酸中有很高的分配系数;(3)易反萃,且有价金属杂质损失小;(4)价廉易得。萃取剂很难同时满足上述要求,且运行费用较高。国外学者重点研究了硫酸萃取剂,主要包括TEHA、丙氨酸336、TBP和Cyanex923等36。Got-tliebsenK等7考察了TEHA对硫酸的萃取效果,当废酸中硫酸浓度为180g/L,在20下以TEHA作为萃取剂,以水为反萃剂进行6级萃取和6级反萃,可获得浓度为1253g/L的硫酸,回收率达到75%。文献8中TEHA和Cyanex923对硫酸的萃取结果表明,经过TEHA4级萃取,水相中硫酸的浓度从最初的200g/L降至30g/L;经过Cyanex9235级萃取,硫酸的浓度从最初的100g/L降至5g/L。萃取法回收率高,易于反萃,酸度的降低有利于金属离子的回收;但萃取法固有的有机物夹带、溶解以及一些萃取剂价格昂贵等限制了它的大规模应用。 离子交换树脂阻滞法回收酸是基于道南排斥原理,即随着外部溶液酸浓度的增加,树脂相与水溶液电解质浓度差减少,道南排斥作用减弱,中性电解质进入树脂相,产生非交换吸入。至今,已有数百套离子交换装置在世界各地运行,为一些典型应用实例汇总。我国沈士德9研究了Dowex18(74165m)和2017(300600m)两种树脂对硫酸的吸附,考察了铀浓缩过程中的酸吸附和酸阻滞现象。在用阻滞法回收酸时,应采用大颗粒树脂;溶液中若有其它可交换阴离子时,将降低酸的吸附效果。PolhovskiaEM等在文献10所建立的HCl和HClO4吸附模型的基础上,重新建立了00252mol/L浓度范围内Dowex18吸附H2SO4和Li2SO4的模型11,解释了电解质溶液中多元酸吸附的道南分配和离子缔合现象。与其相应的盐相比,离子缔合对树脂相中酸吸附的影响更为重要。Li2SO4的吸附在所研究浓度范围内完全受控于道南平衡,但当其在电解质溶液中的浓度达到34mol/L时,离子缔合的影响就不可忽略。 膜技术能够实现浓缩、纯化、混合物分离等目的。该技术国外研究较早,在日本等国家技术较为成熟。近年来,我国对膜生产以及应用的研究进步很快,国产DF系列膜的性能已达到世界先进水平12。膜分离技术已在我国稀土工业废水处理13、海水淡化14、生化制药15等方面成功运用。 电渗析是利用溶液中的阴、阳离子在直流电场的作用下,定向穿过具有选择性的离子交换膜,使一区域溶液增浓而另一区域溶液变稀的过程,工作原理如图1所示。除盐室中带正、负电荷的反离子(Na+和Cl-)在电场力作用下分别透过阳膜和阴膜迁移至浓缩室中,达到除盐的目的,这是电渗析的主要过程。由于Donnnan平衡的存在,浓缩室中的同名离子(Na+和Cl-)也会进入阴膜和阳膜,从膜内进入除盐室;而当浓缩室中NaCl的浓度高于除盐室中的浓度,必然产生浓差扩散现象;由于浓缩室和除盐室浓度差的存在,会产生渗透压差,使水由除盐室向浓缩室渗透;当电流密度达到一定值时,膜-液界面处离子浓度将降至零,在主体溶液中的离子来不及补充时,高电势将水离解成H+和OH-。上述四种现象均会影响除盐效果,降低电流效率。电渗析最初应用于苦咸水脱盐16。目前,电渗析以其低能耗、无污染等优势已广泛应用于氧化铝赤泥脱碱17、Na2WO4溶液中回收碱18、电镀废水19以及重金属废水处理20等领域。刘恒等21考察了电渗析法从含铜、铁、镍离子的废液中回收硫酸的行为,测定了电流密度、给液酸初始浓度、金属离子的类别和浓度对硫酸回收率的影响。结果表明,给液中酸初始浓度为10200g/L,金