酸回收的扩散渗析技术及其发展现状

寇自强

摘 要：环保的理念在现代工业的发展中受到的关注越来越高，废酸液是工业生产中一种重要的污染物，对于其回收处理是一个必不可少的环节。扩散渗析技术不但操作简单，而且对于能源的消耗小，酸回收的效果好，成为了工业生产中实现清洁生产，缓解能源紧张的问题，实现循环发展的重要选择。通过对于酸回收的扩散渗析技术发展进行研究，可以为我国循环经济的发展提供有益的思路。

关键词：酸回收;扩散渗析技术;发展现状

1 酸回收扩散渗析技术的概述

渗析指的是部分溶质的离子或者分子可以通过半透膜，而一些较大的胶体粒子无法通过，最早系统地研究渗析现象的是英国化学家格雷厄姆。根据渗析的原理可以将半透膜如离子交换膜应用于渗析的过程中，从而产生了扩散渗析，制作出扩散渗析器。酸回收的扩散渗析技术主要是采用渗析的原理，将溶质的浓度差作为动力，推动高浓度区的酸根离子透过阴离子交换膜自然扩散到低浓度区。而阴离子交换膜的特点在于具有选择透过性，从而将废酸液中的金属离子截留在高浓度区，从而将金属离子与酸根离子分离开来，实现了酸液的回收。扩散渗析是一个自发进行的过程，其相较于其他分离过程具有极为明显的应用優势。扩散渗析技术在处于废水的过程中具有更高的净化效率，使得工业生产得到有效的改进，更加符合环保的要求，同时产品的质量也能得到有效的提高。并且，利用扩散渗析技术进行酸回收其消耗的能量比较低。同时，扩散渗析技术无论是设备的安装，还是运行，其需要的费用都比较低廉，设备运行也更为稳定高效。此外，利用扩散渗析技术进行酸回收不但能够解决废酸液污染的问题，其本身在运转的过程中对于环境也几乎是无污染的。

2 酸回收扩散渗析技术发展的现状分析

毫无疑问，对于酸回收与废酸液处理而言，扩散渗析技术无疑是一项最为理想的技术，得到广泛的应用与发展。目前，酸回收扩散渗析技术的发展现状可以从以下几个方面进行分析。

2.1 扩散渗析技术回收硫酸

在工业生产中，硫酸的应用广泛，如用于进行钢铁酸洗，钛白粉、化成箔的生产等。在生产过程中会产生大量的废液。在钛白粉的生产中生产1t钛白粉就会产生200到400t的废液。这些废液当中金属盐与硫酸的含量巨大，如果不进行回收利用会给环境带来巨大的负担，造成严重的浪费。目前，硫酸回收的扩散渗析技术主要发展出了：硫酸+硫酸铜、硫酸+硫酸亚铁、硫酸+硫酸锌、硫酸+硫酸亚铁+硫酸氧钒等多种。在钛白废酸液的回收利用与处理中，通过运用DF120阴离子交换膜来回收硫酸，酸盐的分离系数可以达到23.6，水酸流量比可以达到1-1.1左右。在废酸液的浓度为1.3摩尔每升，流量为0.6升每小时的情况下，硫酸的回收率可以超过85%。

2.2 扩散渗析技术回收盐酸

在工业生产中酸洗是一种清洁金属表面的重要方法，是一个不可或缺的环节。而选择盐酸为酸洗剂进行酸洗的速度要快于硫酸的酸洗速度，并且所需的用量更少，效果更好，产生的废酸液也更少，因而被许多工厂选为酸洗剂。作为一种强酸，盐酸废液的回收利用也是不能够忽视的。在回收盐酸的过程中，扩散渗析技术的应用与硫酸的回收有一定的相似性。但是，由于二者在理化性质上存在一定的差异性，其在扩散渗析过程中，酸浓度对盐透过的影响、盐效应等也存在一定的差异。盐酸回收中的扩散渗析技术主要有：盐酸+氯化亚铁、盐酸+氯化铁、盐酸+氯化镍、盐酸+氯化锌等。在电镀行业当中，废液中的盐酸回收可以使用DF120阴膜将盐酸与氯化亚铁、氯化锌分离开来。在废液中的盐酸浓度为3摩尔每升，亚铁离子的浓度为2.7摩尔每升，锌离子的浓度为0.07摩尔每升的情况下，盐酸的回收率可以达到88%。

2.3 扩散渗析技术回收混合酸

钛白粉的生产中，废酸通常只可以进行1-2次循环，因为钛的含量过高会大大影响洗涤的强度，从而导致洗涤达不到相关的要求。如果废液的钛含量达到20克每升则需要废弃。洗涤废液中会含有硝酸、氢氟酸、钛离子等，利用扩散渗析技术可以将其中的硝酸和氢氟酸进行回收。利用512m2的扩散渗析器，每年大约可以处理2400m3的废酸液，而且总酸的回收率可以达到85%。不但可以减少废酸液的排放，而且经过回收后还可以加入新酸用于酸洗当中，提高了利用率。同时，经过扩散渗析技术回收处理的残液也可以加入碱进行中和，然后从中提取出氟钛酸钠。因而，扩散渗析技术在硝酸和氢氟酸混合酸的回收中可以发挥重要的作用，不但污染少，而且投资回的报期短，5个月就可以收回成本。

3 结语

扩散渗析技术在酸回收上的应用具有选择性好、成本低、回收率高、环境友好等突出的优势，在许多国家都得到了广泛的应用，取得了环境效益与经济效益双赢的局面。在未来，扩散渗析技术的改进需要进一步开发新型均相离子交换膜的，确保半透膜能够在高温的酸碱废液保持长期的稳定性，从而使得高温的废水可以得到有效的处理。并且，要进一步提高半透膜的选择性，从而提升盐的截留率与酸的回收率;还需要研制新型扩散渗析膜组件，实现回收处理设备的小型化。

参考文献：

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