Pemulihan Asam Limbah dari Titanium Dioksida

  Lebih dari 90% pigmen titanium dioksida dalam negeri diproduksi melalui proses sulfat. Untuk setiap ton produk dihasilkan 5-8 ton limbah asam konsentrasi tinggi 20%-13%, 20-30 ton limbah asam konsentrasi sedang dan rendah 1%-2%, 15-25 ton air limbah asam encer 0,2%-0,3%, dan 2-3 ton air limbah campuran asam-selenium 4%-6%.
 Lini produksi berkapasitas 100.000 ton per tahun menghasilkan lebih dari 1,5 juta ton limbah asam setiap tahunnya.
 Asam limbah mengandung besi sulfat, partikel titanium dioksida ultrahalus, gel silika, ion logam berat seperti aluminium/mangan/vanadium/kromium, dan sejumlah kecil ion klorida dan fluorida. Ia memiliki komposisi yang kompleks, sifat korosif yang kuat, kandungan garam yang tinggi, koloid yang melimpah, dan fluktuasi kualitas air yang besar, membuat pengolahan menjadi sangat sulit.

  Lebih dari 60% perusahaan titanium dioksida skala kecil dan menengah menggunakan kapur atau terak karbida untuk menetralkan asam limbah. Meskipun hal ini dapat mengurangi keasaman, setiap ton pigmen titanium dioksida menghasilkan 5-5,4 ton titanium gipsum.
 Tiongkok menambahkan lebih dari 10 juta ton titanium gipsum setiap tahunnya, dengan tingkat pemanfaatan sumber daya kurang dari 15%. Kebanyakan dari logam berat tersebut ditimbun di udara terbuka, yang dapat menyebabkan pengasaman tanah dan kelebihan logam berat dalam air tanah.
 Asam sulfat terbuang melalui netralisasi, sehingga memaksa perusahaan untuk membeli asam segar tambahan dan meningkatkan biaya secara signifikan.

  Konsentrasi suhu tinggi MVR memiliki konsumsi energi yang tinggi (>220 kWh per ton air). Garam logam mengkristal dan menempel pada tabung penukar panas, sehingga memerlukan pembersihan asam setelah kurang dari 100 hari pengoperasian. Asam kuat dan ion halida menimbulkan korosi pada peralatan, dan investasi pada bahan tahan korosi bermutu tinggi terlalu mahal bagi banyak perusahaan kecil dan menengah.
 Membran nanofiltrasi/osmosis balik konvensional tidak dapat tahan terhadap lingkungan asam kuat. Mereka mudah tersumbat oleh koloid garam besi dan bubuk titanium dioksida ultrahalus, dan batas konsentrasi asam sulfatnya hanya 13%, yang tidak memenuhi persyaratan penggunaan kembali dan oleh karena itu memerlukan kombinasi dengan MVR.
 Masa pakai membran hanya 1-1,5 tahun sehingga memerlukan penggantian sering dan mengakibatkan biaya pengoperasian yang tinggi. Fluktuasi kualitas air juga menyebabkan seringnya sistem hidup dan mati, sehingga produksi yang berkesinambungan dan stabil sulit dipastikan.

  Asam sulfat, besi sulfat, dan partikel titanium dioksida ultrahalus hidup berdampingan, sehingga menyulitkan kristalisasi beku atau ekstraksi kimia untuk mencapai penghilangan besi dan retensi asam.
 Jika penghilangan besi tidak sempurna, kemurnian asam yang diperoleh tidak mencukupi. Jika penghilangan besi dalam dilakukan, asam sulfat akan dikonsumsi dan limbah berbahaya baru dapat dihasilkan.
 'Ekstraksi asam pasti akan membawa zat besi, sedangkan penghilangan besi pasti akan mengonsumsi asam' merupakan tantangan industri yang sudah diketahui secara luas. Hal ini menurunkan nilai pemulihan sumber daya dan melemahkan motivasi perusahaan untuk berinvestasi dalam peningkatan teknis.

  Mengandung sejumlah besar partikel titanium oksida skala nano dan koloid silika-gel. Dengan viskositas tinggi, mudah menyumbat peralatan laboratorium, penukar panas, dan saluran pipa; jenis kontaminasi seperti gel ini jarang terjadi di industri lain.
 Rentang keasamannya lebar (0,2%-23%), dan kualitas air berfluktuasi tanpa pola yang jelas. Peralatan konvensional sulit beradaptasi sehingga menyebabkan risiko seperti pencampuran aliran, keruntuhan material, atau ketidakpatuhan terhadap limbah.
 Asam kuat, salinitas tinggi, dan berbagai logam berat hidup berdampingan, menyebabkan korosi peralatan yang parah baik pada suhu rendah maupun tinggi. Tingkat kegagalannya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan air limbah pengawetan biasa.

  Penimbunan puluhan juta ton titanium gipsum menghadapi risiko pemeriksaan lingkungan dan dapat mengakibatkan pembatasan produksi, perintah perbaikan, atau denda.
 Mengolah limbah asam sebagai limbah menyebabkan biaya pengadaan asam sulfat tahunan sebesar puluhan juta, sehingga menekan margin keuntungan.
 Perusahaan-perusahaan di wilayah sungai utama, seperti Danau Taihu dan Sungai Dongjiang, mungkin diperintahkan untuk menghentikan produksi jika air limbah melebihi standar pembuangan.
 Kerusakan peralatan yang sering terjadi mengganggu produksi normal dan menyebabkan kerugian tidak langsung yang tinggi.

  Bahan dasar polimer berikatan silang dan dimodifikasi yang dipatenkan digunakan, memungkinkan pengoperasian jangka panjang di lingkungan asam kuat pada pH<1.
 Struktur pori membran dioptimalkan untuk koloid garam besi dan bubuk titanium dioksida ultrahalus. Ketahanan korosi dan kinerja anti-penyumbatannya jauh melebihi membran konvensional, dan masa pakainya melebihi tiga tahun.
 Modul membran diterapkan secara bertahap: filtrasi presisi front-end memulihkan 96% titanium dioksida ultrahalus; nanofiltrasi tahap menengah secara akurat menahan besi, aluminium, mangan, dan logam berat lainnya, dengan tingkat penghilangan pengotor di atas 95%, sehingga mencegah penyumbatan pada sumbernya.

  Sistem ini meninggalkan konsentrasi perubahan fasa suhu tinggi yang tradisional dan mengadopsi konsentrasi suhu rendah elektrokimia non-perubahan fasa, membran modifikasi tahan asam yang dipatenkan, perlakuan awal modular bertahap, dan sistem kontrol otomatis cerdas APC.
 Bersama-sama, keempat modul ini memungkinkan pemulihan semua komponen dengan kemurnian tinggi dan nol pembuangan limbah padat di seluruh proses.

  Rangka peralatan dilapisi dengan poliuretan anti korosi tugas berat dan dilengkapi dengan penutup ujung anti korosi yang dapat dilepas dengan cepat, sehingga memudahkan perawatan dan menghilangkan risiko kebocoran.
 Pompa khusus bertekanan tinggi yang tahan asam digunakan untuk mengatasi masalah kavitasi dan penyegelan dalam kondisi asam kuat.
 Perlakuan awal mencakup filtrasi presisi, adsorpsi logam berat, dan penghilangan jejak halogen. Limbah asam dengan konsentrasi tinggi dan rendah diolah melalui rute terpisah, sehingga sistem dapat beradaptasi terhadap fluktuasi besar kualitas air dan memastikan pengoperasian yang stabil dalam jangka panjang.

  Ditingkatkan berdasarkan DCS, sistem ini dilengkapi dengan sensor khusus online untuk memantau konsentrasi asam sulfat, kandungan besi, konduktivitas, dan indikator logam berat secara real time.
 Algoritme APC tingkat lanjut secara dinamis menyesuaikan parameter seperti daya medan listrik dan tekanan membran, memungkinkan pengoperasian tanpa pengawasan dan adaptasi otomatis terhadap perubahan kualitas air.
 Sistem ini menerobos hambatan proses tradisional yang hanya berlangsung selama delapan bulan; beberapa proyek telah beroperasi secara terus menerus dan stabil selama lebih dari empat tahun.

  Proses: homogenisasi dan pencampuran -> pretreatment multi-tahap (pemulihan bubuk titanium dioksida) -> pengotor bertahap dan penghilangan logam berat menggunakan membran yang dimodifikasi -> konsentrasi suhu rendah elektrokimia (asam yang dapat digunakan kembali + besi besi) -> kontrol kristalisasi presisi berbantuan MVR.
 Keluaran: asam sulfat yang dapat digunakan kembali dengan kemurnian tinggi, besi sulfat tingkat industri, dan air ultra murni.
 Seluruh proses tidak menggunakan netralisasi kapur, tidak menghasilkan limbah padat titanium gipsum, menghasilkan pembuangan air limbah mendekati nol, dan mengubah semua produk menjadi sumber daya yang dapat digunakan kembali.

Manfaat Khusus untuk Lini Produksi 100.000 Ton per Tahun
 Pengurangan tahunan lebih dari 500.000 ton limbah padat titanium gipsum, menghilangkan risiko penimbunan dan polusi lindi.
 Pengurangan tahunan sebesar 1,485 juta ton pembuangan air limbah yang bersifat asam, memenuhi persyaratan pembuangan yang sangat rendah di kawasan industri kimia dan persyaratan pengendalian daerah aliran sungai.
 Pemulihan tahunan sekitar 4.000 ton bubuk titanium dioksida, yang dapat digunakan kembali secara langsung untuk menghemat biaya bahan mentah.
 Tingkat pemulihan asam secara keseluruhan >90%, dengan produksi tahunan sekitar 180.000 ton asam sulfat 30% yang dapat digunakan kembali, sehingga mengurangi pembelian asam segar secara signifikan.
 Produksi tahunan sebesar 32.000 ton besi sulfat tingkat industri dengan kemurnian tinggi, yang dapat dijual secara eksternal untuk menghasilkan pendapatan.
 Produksi tahunan lebih dari 1,2 juta ton air ultra murni untuk digunakan kembali dalam produksi, sehingga mengurangi konsumsi air keran dan biaya pengolahan air.
 Pendapatan dari penggunaan kembali bahan mentah dan penjualan produk sampingan pada dasarnya dapat menutupi biaya pengoperasian dan pemeliharaan sistem, sehingga proyek perlindungan lingkungan dapat memperoleh keuntungan dengan sendirinya.

Peluang Kebijakan dan Pasar
 Seiring dengan semakin ketatnya kebijakan seperti tujuan “karbon ganda”, emisi industri kimia yang sangat rendah, pembatasan penimbunan limbah padat, dan nol pembuangan di daerah aliran sungai utama, proses netralisasi energi tinggi yang tradisional secara bertahap dihapuskan.
 Pemulihan sumber daya limbah-asam telah menjadi kebutuhan kepatuhan bagi perusahaan, dan bukan merupakan tindakan opsional.
 Dengan fluktuasi besar dalam harga asam sulfat dan meningkatnya biaya pengolahan limbah padat, pemulihan sumber daya dapat menghemat puluhan juta setiap tahunnya dan telah menjadi pendorong utama pengurangan biaya dan peningkatan efisiensi.

 Teknologi ini dapat ditingkatkan untuk memulihkan logam langka seperti skandium dan vanadium dari limbah asam, dan selanjutnya menghasilkan bahan mentah tingkat baterai atau pigmen kelas atas.
 Proses ini dapat dengan cepat direplikasi dalam produksi asam fosfat, pengawetan metalurgi, bahan kimia, dan bidang lainnya, sehingga menunjukkan kemampuan adaptasi lintas industri yang kuat.

Email: norman@wzhuannuo.com
Whatsapp/Wechat: +0086- 18621776852
Telp: +86- 18057706255