稀土工業氯化銨廢水回收利用工藝

更新時間：2015-07-07 21:37 來源：論文網作者: 閱讀：2027

稀土工業氯化銨廢水回收利用這一工藝不僅將稀土萃取工藝所排放的超高濃度氯化銨廢水中的氯化銨分離并富積，以使廢水達標后為稀土萃取工藝所用，而且通過離子選擇膜電解工藝和太陽能反應器達到鹽酸和氨水的回收，還原為稀土工業所用的原料循環使用，另通過燃料電池的使用以將能源回收補充。

具體工藝包括三個主要部分：固液分離工藝段，離子選擇分離工藝段，物質和能源回收工藝段。

在固液分離工藝段中包含三個主要工藝設備：DEP沉降，DEP微濾和DEP-DEEP-BED微濾。

在DEP沉降中，除了在輸入系統的革新設計以使沉降板達到最大的使用效率外，介電電泳力的使用使得該設備的微粒處理范圍增大到10微米并且解決了沉降板口的微粒紊流堆積的傳統問題。

DEP微濾則提出了一個全新的滲透膜工藝。介電電泳技術在這個工藝中的使用不僅將微濾中不可避免的堵膜現象減少甚至于消除，而且與常規方法比較更節能，更方便，且提高了微濾工藝的處理量和處理效率。例如在與常規反沖洗工藝比較中，介電電泳的耗能僅為其十分之一，而無須停止微濾工藝的工作。

DEP-DEEP-BED微濾是針對稀土工業的氯化銨廢水中可能含有的煤油乳化物而設計的一個分離并回收有用物質(煤油乳化物)的工藝。通過微濾滲透膜的使用，尤其是介電電泳力在煤油乳化物的作用，煤油可被富積并提取以再循環使用。

離子選擇工藝段則利用了納濾膜在一定工作壓下對于一價離子的可透性作為選擇原理。這一選擇性的使用可將氯化銨從廢水中分離并濃縮。而由于滲透膜兩側的高濃度差所造成的濃度極化現象，納濾膜會被析出的結晶體堵塞而無法持續有效工作。介電電泳在該工藝的使用基于與DEP微濾相同的原理將結晶體移離滲透膜從而確保納濾持續高效的工作。多重DEP納濾工藝是針對于廢水中極高的氯化銨濃度而設計的。通過這一設計，不僅將排放出的廢水中氨氮含量降低約4000倍以達標，而且將氯化銨濃縮并分離出來。

物質和能源回收工藝段中，主要包括離子交換膜電解槽，太陽能反應器，和燃料電池。經離子選擇工藝處理后所得到的高濃度純氯化銨溶液被輸入到陽離子交換膜電解槽中。在陽離子交換膜電解槽中，銨根離子從陽極區透過交換膜而移動到陰極區，而氯離子則向陽極電極移動并發生電化學反應而生成氯氣。在陰極電極上發生電化學反應而生成氫氣，同時在陰極區生成的氫氧根離子與透過交換膜的銨根離子合成氨水。

電解槽生成的氯氣被輸入到太陽能反應器以與水反應生成鹽酸的同時由于太陽能的使用而抑制次氯酸的生成以確保鹽酸的純度。電解槽里生成的氫氣與空氣同時輸入到氫氧燃料電池以發電。

每處理一噸廢水的工藝操作成本為40元。以日處理量為1600噸，每噸含有100克每升的氯化銨計，經本工藝處理后，生成的鹽酸和氨水分別按每噸700與1000元計，凈利潤可達約11萬元。

工藝特征：

1.連續工藝高效、環保處理稀土工業所產生的氯化銨廢水;

2.介電電泳在工藝中的使用以強化、優化工藝;

3.DEP-DEEP-END微濾用以回收廢水中所含有的煤油乳化物;

4.多重DEP-納濾以高度濃縮純氯化銨;

5.電解氯化銨以獲取氨水和可用來制取鹽酸的氯氣及用作電量補充的燃料電池所需的氫氣;

6.太陽能反應器使用太陽能來生產鹽酸并轉化可能生成的次氯酸;

7.燃料電池使用電解產生的氫氣和空氣產生電能并生成水;

8.整個工藝無需添加任何其他化學物質，低成本，無二次污染;

9.操作成本低，回收創益高;