萃取膜蒸馏法处理钛白废酸的研究.pdfVIP

维普资讯 江 苏 化 工 2OO4年 l0月 环 与资源刹嗣 萃取一膜蒸馏法处理钛白废酸的研究 李 潜，朱红力，赵丽珍 (江苏大学生物与环境工程学院环境工程系，江苏镇江 212013) 摘要：提出了三异辛胺一仲辛醇 一航空煤油体系萃取硫酸与减压膜蒸馏浓缩相结合的钛白废酸治理新方案。对萃 取工艺参数、膜蒸馏浓缩稀硫酸的基本规律及萃取回收硫酸的浓缩程度进行了研究。结果表明：1．49otolL· 的钛 白废酸经8级萃取和6级反萃取，酸回收率可达92．15％，稀硫酸浓度为 1．21otol-L～，再经减压膜蒸馏浓缩可得到 10、82otolL· (质量分数 67．3％)的硫酸，达到了返 回钛 白生产循环使用的要求。 关键词：萃取；减压膜蒸馏；钛白；废酸；浓缩 中图分类号：X788 文献标识码 ：A 文章编号：1002—1116(2OO4)05—0042—05 硫酸法钛白生产工艺的最大缺点是其水解工序 性和微孔性，在表面张力的作用下，料液侧溶液不会 会产生大量质量分数为 15％～20％的废硫酸溶液 通过膜孔进入减压侧，而料液侧溶液中的水则由于 (每生产 1t钛 白粉要排放 8～10t_】)，如果将这些 膜两边存在温差及抽真空的作用，在膜面不断汽化 废酸进行浓缩，使之能返回钛 白生产循环使用，将具 进入到减压侧 ，进入到减压侧的蒸汽则不断被抽离 有环境和经济双重意义。目前，国际上普遍采用真 到膜器外进行冷凝。 空蒸发浓缩法处理钛 白废酸，尽管该法工艺成熟，但 投资大，对设备要求高，操作复杂，能耗大，难以为我 国钛白生产企业所采用。因此，有必要开辟新 的钛 白废酸浓缩工艺。 P 膜蒸馏技术应用于浓缩非挥发性水溶液[2。]，具 减压侧 有设备简单、投资省、能耗低、可利用低温廉价热源 卜 (如太阳能、工厂余热等)、操作容易、工作环境好等 料液 优点。据此，我们进行了减压膜蒸馏直接浓缩钛 白 废酸的探索研究 ]，但由于废酸中FeSO4的存在，无 、 Co：主体料液的温度和浓度 ；Tz、C。：汽液界面 法浓缩到返 回使用所要求 的硫酸浓度 (60％ ～ 溶液的温度和浓度；J、P。、P 同式 (1)。 70％)。因此，本研究拟对萃取一减压膜蒸馏工艺进 图1 减压膜蒸馏原理示意图 行研究，以确定该工艺的技术可行性，并为膜法钛白 废酸浓缩处理的实用化奠定基础。 在减压膜蒸馏过程中，因为透过膜的气态物质 分子的平均分子 自由程远大于膜的平均孔径 ，而且 1 减压膜蒸馏原理 膜减压侧的气压很低，膜内只有少量气体，因此，膜 减压膜蒸馏的基本原理如图1所示。热料液从 内的传质为努森扩散，蒸汽在膜 内的传质可表示 为 5～6l： 膜的一侧通过，在膜的另一侧抽真空，由于膜的疏水 收稿 日期 ：2004—06—03 基金项目：江苏大学青年科学基金资助项 目(1673000038) 作者简介：李潜(1972一)，女，湖南邵阳人，2001年在中南大学获工学硕士学位，江苏大学讲师，主要从事环境工程领域