国标-》一种新型扩散渗析阴膜的研制及其在综合治理钛白废液中的应用.doc

一种新型扩散渗析阴膜的研制 及其在综合治理钛白废液中的应用 孙树声刘兆明李善清李旭娣徐铜丈 (山东省海洋化工科学研究院，山衷寿光262737) 摘要 本文介绍了一种薪型的均相潦析阴膜DFl20的制备及有关性能·并考察了其在钛自废液中废酸 回收的应用效果，重点研究了膜的交换窖量、苯环卤含量、废液中组分的相对浓度等因素对渗析过程的 影响，结果表明，用自制的睛膜回收钛自废液中的硫酸是可行的，能实现硫酸与其他成分如FeSOo、Ti(s仉)2 的趋好分离，其分离系数分别不低于26．o和5L o． 关键词：葛子交换膜，扩散渗析，钛白废液 扩散渗析具有工艺简单、分离本体不耗电、 的积累，会影响钛白粉的质量，尤其是不能回收废 无污染等特点，广泛用于环境化工、生物化工及水 液里的偏钛酸而降低了TiO：的收率。近年来有人 处理等领域中[1-z3，是一个真正的绿色化学过程， 用无机陶瓷膜过滤废液中偏钛酸亚微粒子，然后用 因此受到了人们的一贯重视。已将该过程成功地用 碱中和后排放e“，此法虽提赢了钛白粉的收率，但 于废酸废碱的回收，尤其是废酸的回收o]，如钢铁 又使用了上述(1)的处理方法，因而不可避免地 的酸洗废液、冶金废酸液．电镀废液，带来了明显 产生更大量的废水废渣，特别是不能回收废液里的 的社会效益、经济效益和环境效益。但是作为扩散 有用成分Fe和酸。 渗析的主体一扩散渗析膜的来源却受到了限制，目 我们在多年膜研究工作的基础上，采用了新的 前国内只有一种s：。。膜可作此用途，该膜是以涤纶 工艺合成了一种可作为此种用途的新型阴离子交换 布作为增强材辩，以聚砜为原料经氯甲基化、胺化 膜，本文主要介绍该膜的性质及其在综台治理钛白 而制得的强碱性阴离子交换膜，由于过程采用了氯 废液中的应用。拟采用无机一有机膜联合工艺，对 甲基化，带来了更大的环境污染，该膜已于1997 这类酸性废液进行处理，先用文献[5]的方法，用 年被迫停产，造成该类膜在国内短缺，使大量的酸 无机膜过滤废液中的亚微粒子，回收偏钛酸，并得 性废液得不到有效的处理，造成严重的环境污染。 澄清液。再用我们必威体育精装版研制的扩散渗析阴膜DFl20 钛白废液是主要的酸性废液之一．在硫酸法生 对澄清液中的酸进行回收，。得到含酸的渗析液返 产钛白粉过程中，通常生产1吨钛自粉要产生 回初始工序循环使用，含铁的扩散液，自然冷却至 200-400吨废酸液，其主要组成为；水合TiO：悬浮 环境温度，在用冰盐混合物冷却至-2。C，析出绿矾 ● 物5-10％，游离酸(如SO．)10—20％，FeSO．15—20％， (FeS04．7H20)[6]，因此废液中的主要成分均得到 v、Mn、Mg、sc等少量。这些废酸液若不及时处理， 了有效的回收．而且实现了废液中酸、钛、铁的分 ‘ 既浪费了自然资源，又污染环境。目前对这类废酸 离，产品纯度高，经济效益显著，不仅回用了有用 液的处理方法大致有三种“3；(1)采用石灰中和后 物质，而且处理了环境污染，是一个真正的绿色工 挥放；(2)冷却结晶出硫酸盐：(3)经初步浓缩返 艺。 回前面工序作稀释剂。这几种方法都有其弊端，法 本文所述新型扩散渗析阴膜的研制及其钛白废 (1)不但不能回收有用物质，而且增加了废渣的 液的联合处理工艺未见国内外文献报道，期盼有关 处理问题；法(2)虽能回收部分有用物质，但大 部门给予帮助，加快该项目的产业化进程． 量废酸的存在，处理成本高于原产品的价格．在经 济上不合算；法(3)虽利用了废酸液，但随杂质 1新型扩散渗析阴膜的研制 54  我们于1996年开始该类膜的研制，其L艺过 时．废酸液侧的硫酸及其盐的浓度远高于水的一 程主要是采用线性工程塑料功能基纯再交联．特点 侧，因此由于浓度梯度的存在．废酸及其盐类有向 是避免了氯甲基化，提高了膜的机械强度，又降低 B室渗透的趋势，但膜是有选 了成本，由于功能基团可上在机体材料的不同位 择透过性的，它只允许阴离子通过，为保持电中性， 置，并可控制干同的荷电容量，所以所得产品种类 H+也可通过，而其他阳离子则被阻挡，结果经过一 较多，并可用于多种膜过程。现将其中一种扩散渗 定时间后，志室(A)大部分是硫酸盐溶液．可直 析用膜DFl20的性能简单介绍如表l(经国家海洋 接结晶得硫酸盐产品，B室是回收的稀硫酸，可与 局杭州水处理中心测试)： 较浓的硫酸混合再用于枳始的钛精矿溶解过程或稍 表l DFl20扩散渗析阴膜的有关性能。 加浓缩用于硫酸铝的生产，整个过程实现了零排 }指标名称 测试值 单位 放，是真正的绿色技术。 }含水率 49．05 ％ 各组分通过膜的扩散可用Fick定律描述，经 I交换容量 1．96 Mol／kg(干)