Pemulihan Asid Sisa daripada Titanium Dioksida

  Lebih daripada 90% pigmen titanium dioksida domestik dihasilkan melalui proses sulfat. Bagi setiap tan produk, 5-8 tan asid sisa kepekatan tinggi pada 20%-13%, 20-30 tan asid sisa kepekatan sederhana dan rendah pada 1%-2%, 15-25 tan air sisa berasid cair pada 0.2%-0.3%, dan 2-3 tan air sisa bercampur pada 4.6% adalah asid selenium.
 Barisan pengeluaran 100,000 tan setahun menjana lebih daripada 1.5 juta tan asid sisa setiap tahun.
 Asid sisa mengandungi ferus sulfat, zarah titanium dioksida ultra halus, gel silika, ion logam berat seperti aluminium/mangan/vanadium/kromium, dan sejumlah kecil ion klorida dan fluorida. Ia mempunyai komposisi yang kompleks, kekakisan yang kuat, kandungan garam yang tinggi, koloid yang banyak dan turun naik kualiti air yang besar, menjadikan rawatan amat sukar.

  Lebih daripada 60% syarikat titanium dioksida bersaiz kecil dan sederhana menggunakan kapur atau sanga karbida untuk meneutralkan asid sisa. Walaupun ini boleh mengurangkan keasidan, setiap tan pigmen titanium dioksida menjana 5-5.4 tan titanium gipsum.
 China menambah lebih daripada 10 juta tan gipsum titanium setiap tahun, dengan kadar penggunaan sumber kurang daripada 15%. Kebanyakannya disimpan di udara terbuka, yang boleh menyebabkan pengasidan tanah dan lebihan logam berat dalam air bawah tanah.
 Asid sulfurik dibazirkan melalui peneutralan, memaksa syarikat membeli asid segar tambahan dan meningkatkan kos dengan ketara.

  Kepekatan suhu tinggi MVR mempunyai penggunaan tenaga yang tinggi (>220 kWj setiap tan air). Garam logam menghablur dan melekat pada tiub pertukaran haba, memerlukan pembersihan asid selepas kurang daripada 100 hari beroperasi. Asid kuat dan ion halida menghakis peralatan, dan pelaburan dalam bahan tahan kakisan gred tinggi adalah terlalu mahal untuk kebanyakan syarikat kecil dan sederhana.
 Membran penapisan nano/reverse-osmosis konvensional tidak dapat menahan persekitaran asid kuat. Ia mudah tersumbat oleh koloid garam besi dan serbuk titanium dioksida ultra halus, dan had kepekatan asid sulfuriknya hanya 13%, yang tidak memenuhi keperluan penggunaan semula dan oleh itu memerlukan kombinasi dengan MVR.
 Hayat perkhidmatan membran hanya 1-1.5 tahun, memerlukan penggantian yang kerap dan mengakibatkan kos operasi yang tinggi. Turun naik kualiti air juga menyebabkan sistem mula dan berhenti yang kerap, menjadikan pengeluaran berterusan dan stabil sukar untuk dipastikan.

  Asid sulfurik, ferus sulfat dan zarah titanium dioksida ultrahalus wujud bersama, menjadikannya sukar untuk penghabluran beku atau pengekstrakan kimia untuk mencapai kedua-dua penyingkiran besi dan pengekalan asid.
 Jika penyingkiran besi tidak lengkap, asid yang diperolehi mempunyai ketulenan yang tidak mencukupi. Jika penyingkiran besi dalam dilakukan, asid sulfurik akan digunakan dan sisa berbahaya yang baru mungkin dihasilkan.
 'Pengekstrakan asid tidak dapat dielakkan membawa besi, manakala penyingkiran besi tidak dapat dielakkan menggunakan asid' merupakan cabaran industri yang diiktiraf secara meluas. Ia merendahkan nilai pemulihan sumber dan melemahkan motivasi syarikat untuk melabur dalam peningkatan teknikal.

  Ia mengandungi kuantiti besar zarah titanium oksida berskala nano dan koloid silika-gel. Dengan kelikatan yang tinggi, ia mudah menyumbat peralatan makmal, penukar haba dan saluran paip; jenis pencemaran seperti gel ini jarang berlaku dalam industri lain.
 Rentang keasidan adalah luas (0.2%-23%), dan kualiti air berubah-ubah tanpa corak yang jelas. Peralatan konvensional bergelut untuk menyesuaikan diri, menyebabkan risiko seperti pencampuran aliran, keruntuhan bahan atau ketidakpatuhan efluen.
 Asid kuat, kemasinan tinggi dan pelbagai logam berat wujud bersama, menyebabkan kakisan peralatan yang teruk pada suhu rendah dan tinggi. Kadar kegagalan jauh lebih tinggi daripada air sisa penjerukan biasa.

  Penyimpanan berpuluh juta tan gipsum titanium menghadapi risiko pemeriksaan alam sekitar dan boleh membawa kepada sekatan pengeluaran, perintah pembetulan atau denda.
 Merawat sisa asid sebagai sisa membawa kepada berpuluh juta kos perolehan asid sulfurik tahunan, memampatkan margin keuntungan.
 Syarikat di lembangan sungai utama, seperti Tasik Taihu dan Sungai Dongjiang, boleh diarahkan untuk menggantung pengeluaran jika air sisa melebihi piawaian pelepasan.
 Kerosakan peralatan yang kerap mengganggu pengeluaran biasa dan menyebabkan kerugian tidak langsung yang tinggi.

  Bahan asas polimer berkait silang proprietari dan diubah suai digunakan, membolehkan operasi jangka panjang dalam persekitaran asid kuat pada pH<1.
 Struktur liang membran dioptimumkan untuk koloid garam besi dan serbuk titanium dioksida ultra halus. Ketahanan kakisan dan prestasi anti-penyumbatan jauh melebihi membran konvensional, dan hayat perkhidmatannya melebihi tiga tahun.
 Modul membran digunakan secara berperingkat: penapisan ketepatan bahagian hadapan memulihkan 96% titanium dioksida ultrahalus; penapisan nano peringkat pertengahan dengan tepat mengekalkan ferus, aluminium, mangan dan logam berat lain, dengan kadar penyingkiran kekotoran melebihi 95%, menghalang penyumbatan pada sumbernya.

  Sistem ini meninggalkan kepekatan perubahan fasa suhu tinggi tradisional dan menggunakan kepekatan suhu rendah elektrokimia bukan fasa, membran diubah suai tahan asid proprietari, prarawatan modular berperingkat dan sistem kawalan automatik pintar APC.
 Bersama-sama, keempat-empat modul ini membolehkan pemulihan ketulenan tinggi semua komponen dan pelepasan sisa pepejal sifar sepanjang proses.

  Rangka peralatan disalut dengan poliuretana anti-karat tugas berat dan dilengkapi dengan penutup hujung anti-karat lepasan cepat, menjadikan penyelenggaraan mudah dan menghapuskan risiko kebocoran.
 Pam tekanan tinggi khas kalis asid digunakan untuk menyelesaikan masalah peronggaan dan pengedap di bawah keadaan asid kuat.
 Prarawatan termasuk penapisan ketepatan, penjerapan logam berat dan penyingkiran surih-halogen. Asid sisa berkepekatan tinggi dan rendah dirawat melalui laluan berasingan, membolehkan sistem menyesuaikan diri dengan turun naik kualiti air utama dan memastikan operasi stabil jangka panjang.

  Ditingkatkan berdasarkan DCS, sistem ini dilengkapi dengan penderia khas dalam talian proprietari untuk memantau kepekatan asid sulfurik, kandungan ferus, kekonduksian dan penunjuk logam berat dalam masa nyata.
 Algoritma APC lanjutan melaraskan parameter secara dinamik seperti kuasa medan elektrik dan tekanan membran, membolehkan operasi tanpa pengawasan dan penyesuaian automatik kepada perubahan kualiti air.
 Sistem ini menembusi kesesakan proses tradisional hanya lapan bulan operasi; beberapa projek telah beroperasi secara berterusan dan stabil selama lebih daripada empat tahun.

  Proses: homogenisasi dan pengadunan -> prarawatan berbilang peringkat (pemulihan serbuk titanium dioksida) -> kekotoran berperingkat dan penyingkiran logam berat menggunakan membran yang diubah suai -> kepekatan suhu rendah elektrokimia (asid boleh guna semula + besi ferus) -> kawalan penghabluran ketepatan bantuan MVR.
 Output: asid sulfurik boleh guna semula ketulenan tinggi, ferus sulfat gred industri dan air ultratulen.
 Keseluruhan proses tidak menggunakan peneutralan kapur, tidak menghasilkan sisa pepejal gipsum titanium, mencapai pelepasan air sisa hampir sifar, dan menukar semua produk kepada sumber yang boleh digunakan semula.

Faedah Khusus untuk Barisan Pengeluaran 100,000 Tan setahun
 Pengurangan tahunan lebih daripada 500,000 tan sisa pepejal titanium gipsum, menghapuskan risiko penimbunan dan pencemaran air larut larut.
 Pengurangan tahunan sebanyak 1.485 juta tan pelepasan air sisa berasid, memenuhi keperluan pelepasan ultra-rendah di taman industri kimia dan keperluan kawalan lembangan sungai.
 Pemulihan tahunan kira-kira 4,000 tan serbuk titanium dioksida, yang boleh digunakan semula terus untuk menjimatkan kos bahan mentah.
 Kadar pemulihan keseluruhan asid >90%, dengan pengeluaran tahunan kira-kira 180,000 tan 30% asid sulfurik boleh guna semula, dengan ketara mengurangkan pembelian asid segar.
 Pengeluaran tahunan sebanyak 32,000 tan ferus sulfat gred industri ketulenan tinggi, yang boleh dijual secara luaran untuk menjana pendapatan.
 Pengeluaran tahunan lebih daripada 1.2 juta tan air ultratulen untuk digunakan semula dalam pengeluaran, mengurangkan penggunaan air paip dan kos rawatan air.
 Hasil daripada penggunaan semula bahan mentah dan jualan produk sampingan pada asasnya boleh menampung kos operasi dan penyelenggaraan sistem, membolehkan projek perlindungan alam sekitar menguntungkan sendiri.

Dasar dan Peluang Pasaran
 Memandangkan dasar seperti matlamat 'dwi-karbon', pelepasan industri kimia ultra-rendah, sekatan ke atas penimbunan sisa pepejal dan pelepasan sifar di lembangan sungai utama menjadi lebih ketat, proses peneutralan tenaga tinggi tradisional sedang dimansuhkan secara beransur-ansur.
 Pemulihan sumber asid sisa telah menjadi keperluan pematuhan bagi syarikat, bukannya langkah pilihan.
 Dengan turun naik yang besar dalam harga asid sulfurik dan kenaikan bayaran rawatan sisa pepejal, pemulihan sumber boleh menjimatkan berpuluh-puluh juta setiap tahun dan telah menjadi tuil utama untuk pengurangan kos dan peningkatan kecekapan.

 Teknologi ini boleh dinaik taraf untuk mendapatkan semula logam nadir seperti skandium dan vanadium daripada asid sisa, dan seterusnya menghasilkan bahan mentah gred bateri atau pigmen mewah.
 Proses ini boleh direplikasi dengan cepat dalam pengeluaran asid fosforik, penjerukan metalurgi, bahan kimia halus dan bidang lain, menunjukkan kebolehsuaian merentas industri yang kuat.

E-mel: norman@wzhuannuo.com
Whatsapp/Wechat: +0086- 18621776852
Tel: +86- 18057706255