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扩散渗析设备

一、扩散渗析设备原理

      扩散渗析设备是一种利用半透膜或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迁移的技术设备。这种技术是以浓度差为动力,所以也称为浓差渗析或自然渗析。它主要用于有机和无机电解质的分离和纯化。在环境工程方面目前主要用于酸、碱废液的处理和回收。
 

二、扩散渗析设备回收废酸

      扩散渗析设备是由一定数量的膜组成的一系列结构单元;其中每个单元由一张阴离子均相膜隔开成渗析室和扩散室,采用逆流操作,在阴离子均相膜的两侧分别通入废酸液及接受液(自来水)时,废酸液侧的酸及其盐的浓度远高于水的一侧,根据扩散渗析原理,由于浓度梯度的存在,废酸及其盐类有向扩散室渗透的趋势,但膜对阴离子具有选择透过性,故在浓度差的作用下,废酸侧的阴离子被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求,也会夹带阳离子,由于H+的水化半径比较小,电荷较少;而金属盐的水化半径较大,电荷较多,因此H+会优先通过膜,这样废液中的酸就会被分离出来。

应用领域:钢铁、化成箔、蓄电池、钛白粉、湿法炼铜、铝型材、多晶硅、电镀、钛材加工、木材糖化、稀土及其他有色金属冶炼等工业领域。本装置对酸的回收率可达80%以上,金属离子去除率90%以上。
 

 三、扩散渗析设备的应用

      1.阴膜扩散渗析设备在化成箔行业中的应用

      化成箔腐蚀加工过程中,产生大量的废酸。这些废酸的排放(即使采用石灰中和),不仅造成资源浪费,使产品成本增加,而且还导致严重的环境污染,影响和制约了企业的生存和发展。以一个中型的低压电极箔生产企业为例,每天排放15~20%的废盐酸30吨,相当于浪费15~20吨31%的成品酸。采用扩散渗析技术,可将其中的盐酸有效回收,每月节约盐酸产生的经济效益在20万元以上,同时还解决了环境污染问题,经济效益和社会效益十分可观。
 

酸 液 废酸H+
度(Mol/l)
回收酸H+
度(Mol/l)
废酸AL3+
浓度(g/l)
回收酸AL3+
浓度(g/l)
酸回收
率(%)
铝截留
率(%)
硝 酸 0.8 0.66 6 0.4 83.3 93.1
盐 酸 1.6 1.4 9 0.54 84.2 92.6
硫酸+盐酸 5.1 4.5 9 0.52 82.0 91.1
 
        2.阴膜扩散渗析设备在铝型材行业中的应用
 
        铝型材阳极氧化加工过程中,产生大量的废酸。这些废酸若中和处理不但酸得不到充分的利用,而且消耗大量的碱。一般铝型材阳极氧化排出的废酸浓度为18%,金属离子浓度为1.5%,用扩散渗析器处理该酸液,能回收其中85%以上的酸成分,而对铝离子的截留率也能达到90%。回收酸料液酸浓度稳定,后续配酸容易,而且均质的料液对生产的影响小。

        3.阴膜扩散渗析设备在PS版行业中的应用
 
        在生产制作印刷PS版过程中,产生大量的盐酸电介液、硫酸氧化液等废液排放。不仅造成资源浪费,使产品成本增加,而且导致严重的环境污染,影响和制约企业的生存和发展。采用扩散渗析技术对废液进行处理,不仅将大部分铝离子去除的废液进行回收循环使用,同时稳定了生产中电介及氧化溶液的波动变化,促使生产PS版的质量提高。
 
行业 酸液 废酸
浓度
回收酸
浓度
废酸AL3+
浓度(g/l)
回收AL3+
浓度(g/l)
酸回收率
(%)
铝截率
(%)
PS版 盐酸 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
铝型材 硫酸 17% ≥14% 15.1 1.3 82.0 93.5

 4.阴膜扩散渗析设备在石墨行业中的应用

         高纯石墨行业化学酸洗法提纯石墨工艺中会有大量的废酸产生,废酸中和排放需要消耗大量的碱,同时产生大量的残渣,提高企业生产成本并且对环境造成了污染,此类废酸经过扩散渗析器处理后,80%的酸被回收循环再利用,为企业降低生产成本,同时减少废渣的排放,为企业创造更多的社会效益。

        5.阴膜扩散渗析设备在电镀行业中的应用

        电镀行业生产中在镀铜、镀锡、镀锌、镀镍过程前都需要浸酸进行表面处理,产生大量的废酸,此类废酸成分复杂,酸浓度较高,中和排放既浪费大量的碱又产生大量的残渣。废酸经过扩散渗析器处理后,80%酸被回收再循环使用,90%金属离子被截留进行后续重金属处理,节省酸的同时又减少了碱的使用,并减少固废残渣的产生,为企业节约成本同时创造更多的经济效益和社会效益。 

        6. 阴膜扩散渗析设备在钢铁行业中的应用

         不锈钢、钢帘线等钢铁工业中酸洗液有硫酸、盐酸及硝酸-氢氟酸洗液。 我国此类废液排放量惊人,目前此类废液的处理还主要采用酸碱中和、冷却结晶等方法,但与膜渗析法相比,各种方法都存在着原材料浪费和成本高等问题。膜法处理此类废液,可用酸洗水(一般含铁<0.5%)作为吸收液来回收废酸液中的酸,回收酸返回系统继续使用,这样既为企业节约了资源,又解决了环境污染问题。
 

行业 酸液 废酸
酸浓度
回收酸
酸浓度
废酸Fe2+
度(g/l)
回收酸Fe2+
浓度(g/l)
酸回收
率(%)
铁截留
率(%)
不锈钢 盐酸 16% 18% 90 5 83.2 93.0
硝酸 14% 15% 15 0.6 82.0 92.6
钢帘线 盐酸 10% 11% 130 10 84.0 91.0
硫酸 25% 21% 110 9 82.5 92.5
 
         7.阴膜扩散渗析技术在蓄电池行业中的应用
 
         极板化成之后的废酸由于酸洗极板之后废酸中铁离子含量增加。如果重复使用由于铁离子的存在会与负电极形成腐蚀微电池,引起负极金属溶解;电解液废酸中铁离子含量高则引起电池的自放电使电池容量减少,降低电池使用寿命。用扩散渗析法回收处理电解液废酸和化成废酸,铁离子截留率在90%以上。
 
酸液 废酸
浓度
回收酸
浓度
废酸Fe2+
浓度(ppm)
回收酸Fe2+
浓度(ppm)
酸回收率
(%)
铁截留率
(%)
硫酸 18% 15% 8 0.6 83.0 92
 
         8.阴膜扩散渗析技术在湿法冶金行业中的应用
 
         湿法炼铜生产中产生大量的电解贫液,若用石灰中和,除造成酸和铜的损失外,还引发环境问题。用阴膜扩散渗析回收电解贫液中的废酸再返回系统使用,这样既为企业节约了资源,又解决了环境污染问题。工艺流程如下:
 
酸 液 废酸
酸浓度
回收酸
酸浓度
废酸Cu2+
浓度(g/l)
回收酸Cu2+
浓度(g/l)
酸回收
率(%)
铁截留
率(%)
硫酸 20% 16.5% 50 4.5 82.0 91
 
          9.阴膜扩散渗析技术在多晶硅生产行业中的应用
 
          多晶硅是制造单晶硅、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。在多晶硅的生产中会产生大量的废酸。用扩散渗析法回收该废酸再返回系统使用,这样既为企业节约了资源,又解决了环境污染问题。
 
酸液 废酸
酸浓度
回收酸
酸浓度
废酸Fe2+
浓度(g/l)
回收酸Fe2+
浓度(g/l)
酸回收
率(%)
铁截留
率(%)
盐酸+氢氟酸 13% 11% 1.4 0.13 83.0 92%
 


 
   国初科技(厦门)有限公司供应各种规模的扩散渗析设备,具体应用场合以及技术问题请来电索取资料:0592-6518670.

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