Terugwinning van afvalzuur uit titaniumdioxide

  Meer dan 90% van het binnenlandse titaandioxidepigment wordt geproduceerd via het sulfaatproces. Voor elke ton product wordt 5-8 ton hooggeconcentreerd afvalzuur van 20%-13%, 20-30 ton middelmatig en laag geconcentreerd afvalzuur van 1%-2%, 15-25 ton verdund zuur afvalwater van 0,2%-0,3% en 2-3 ton gemengd zuur-seleniumafvalwater van 4%-6% gegenereerd.
 Een productielijn van 100.000 ton per jaar genereert jaarlijks ruim 1,5 miljoen ton afvalzuur.
 Het afvalzuur bevat ijzersulfaat, ultrafijne titaandioxidedeeltjes, silicagel, zware metaalionen zoals aluminium/mangaan/vanadium/chroom, en kleine hoeveelheden chloride- en fluoride-ionen. Het heeft een complexe samenstelling, een sterke corrosiviteit, een hoog zoutgehalte, een overvloed aan colloïden en grote schommelingen in de waterkwaliteit, waardoor behandeling uiterst moeilijk is.

  Meer dan 60% van de kleine en middelgrote titaandioxidebedrijven gebruiken kalk- of carbideslakken om afvalzuur te neutraliseren. Hoewel dit de zuurgraad kan verminderen, genereert elke ton titaniumdioxidepigment 5-5,4 ton titaniumgips.
 China voegt elk jaar meer dan 10 miljoen ton titaniumgips toe, met een benuttingspercentage van hulpbronnen van minder dan 15%. Het grootste deel ervan wordt in de open lucht opgeslagen, wat kan leiden tot verzuring van de bodem en overschrijdingen van zware metalen in het grondwater.
. Zwavelzuur wordt verspild door neutralisatie, waardoor bedrijven gedwongen worden extra vers zuur aan te schaffen en de kosten aanzienlijk stijgen

  MVR-concentratie bij hoge temperatuur heeft een hoog energieverbruik (>220 kWh per ton water). Metaalzouten kristalliseren en hechten zich aan de warmtewisselaarsbuizen, waardoor na minder dan 100 dagen gebruik een zure reiniging nodig is. Sterke zuren en halogenide-ionen corroderen apparatuur, en investeringen in hoogwaardige corrosiebestendige materialen zijn voor veel kleine en middelgrote bedrijven te duur.
 Conventionele nanofiltratie/omgekeerde-osmosemembranen zijn niet bestand tegen sterk zure omgevingen. Ze raken gemakkelijk verstopt door ijzerzoutcolloïden en ultrafijn titaniumdioxidepoeder, en hun zwavelzuurconcentratielimiet is slechts 13%, wat niet voldoet aan de eisen voor hergebruik en daarom combinatie met MVR vereist.
 De levensduur van het membraan bedraagt ​​slechts 1-1,5 jaar, waardoor frequente vervanging nodig is en dit resulteert in hoge bedrijfskosten. Schommelingen in de waterkwaliteit zorgen er ook voor dat het systeem regelmatig wordt gestart en gestopt, waardoor een continue en stabiele productie moeilijk te garanderen is.

.  Zwavelzuur, ijzersulfaat en ultrafijne titaandioxidedeeltjes bestaan ​​naast elkaar, waardoor het moeilijk wordt voor vrieskristallisatie of chemische extractie om zowel ijzerverwijdering als zuurretentie te bereiken
 Als de ijzerverwijdering onvolledig is, heeft het teruggewonnen zuur onvoldoende zuiverheid. Als diepgaande ijzerverwijdering wordt nagestreefd, wordt zwavelzuur verbruikt en kan er nieuw gevaarlijk afval ontstaan.
 'Zuurextractie transporteert onvermijdelijk ijzer, terwijl ijzerverwijdering onvermijdelijk zuur verbruikt' is een algemeen erkende uitdaging in de sector. Het verlaagt de waarde van het terugwinnen van hulpbronnen en verzwakt de motivatie van bedrijven om in technische upgrades te investeren.

  Het bevat grote hoeveelheden titaniumoxidedeeltjes op nanoschaal en silicagelcolloïden. Met een hoge viscositeit verstopt het gemakkelijk laboratoriumapparatuur, warmtewisselaars en pijpleidingen; dit soort gelachtige verontreiniging is zeldzaam in andere industrieën.
 De zuurgraad is breed (0,2%-23%) en de waterkwaliteit fluctueert zonder duidelijke patronen. Conventionele apparatuur heeft moeite zich aan te passen, waardoor risico's ontstaan ​​zoals vermenging van stromen, instorting van materiaal of niet-conformiteit van afvalwater.
 Sterke zuren, een hoog zoutgehalte en meerdere zware metalen bestaan ​​naast elkaar, waardoor ernstige corrosie van apparatuur ontstaat bij zowel lage als hoge temperaturen. Het uitvalpercentage is veel hoger dan dat van gewoon beitswater.

  De opslag van tientallen miljoenen tonnen titaangips brengt risico's met zich mee op het gebied van milieu-inspectie en kan leiden tot productiebeperkingen, rectificatiebevelen of boetes.
 Het behandelen van afvalzuur als afval leidt tot tientallen miljoenen aan jaarlijkse aanschafkosten voor zwavelzuur, waardoor de winstmarges worden gedrukt.
. Bedrijven in belangrijke stroomgebieden, zoals het Taihu-meer en de Dongjiang-rivier, kunnen de opdracht krijgen de productie op te schorten als het afvalwater de lozingsnormen overschrijdt
 Frequente schade aan apparatuur verstoort de normale productie en veroorzaakt grote indirecte verliezen.

.  Er wordt gebruik gemaakt van een gepatenteerd, verknoopt en gemodificeerd polymeer basismateriaal, waardoor langdurig gebruik in sterk zure omgevingen bij pH<1 mogelijk is
 De membraan-poriënstructuur is geoptimaliseerd voor ijzerzoutcolloïden en ultrafijn titaniumdioxidepoeder. De corrosieweerstand en anti-verstoppingsprestaties overtreffen die van conventionele membranen ruimschoots, en de levensduur bedraagt ​​meer dan drie jaar.
 Membraanmodules worden in fasen toegepast: front-end precisiefiltratie wint 96% van het ultrafijne titaniumdioxide terug; nanofiltratie in het middenstadium houdt ferro, aluminium, mangaan en andere zware metalen nauwkeurig vast, met een verwijderingspercentage van onzuiverheden van meer dan 95%, waardoor verstopping bij de bron wordt voorkomen.

.  Het systeem verlaat de traditionele faseveranderingsconcentratie bij hoge temperaturen en maakt gebruik van niet-faseverandering elektrochemische lage temperatuurconcentratie, bedrijfseigen zuurbestendige gemodificeerde membranen, gefaseerde modulaire voorbehandeling en een intelligent automatisch controlesysteem van APC
 Samen maken deze vier modules een zeer zuivere terugwinning van alle componenten mogelijk en geen enkele lozing van vast afval gedurende het hele proces.

  Het frame van de apparatuur is gecoat met robuust anticorrosief polyurethaan en uitgerust met anticorrosieve eindkappen met snelsluiting, waardoor onderhoud eenvoudig is en lekkagerisico's worden geëlimineerd.
 Zuurbestendige speciale hogedrukpompen worden gebruikt om cavitatie- en afdichtingsproblemen onder sterk zure omstandigheden op te lossen.
 De voorbehandeling omvat precisiefiltratie, adsorptie van zware metalen en verwijdering van sporenhalogeen. Hoog- en laaggeconcentreerde afvalzuren worden via afzonderlijke routes behandeld, waardoor het systeem zich kan aanpassen aan grote schommelingen in de waterkwaliteit en een stabiele werking op de lange termijn kan worden gegarandeerd.

  Het systeem is geüpgraded op basis van DCS en is uitgerust met eigen, speciale onlinesensoren om de zwavelzuurconcentratie, het ijzergehalte, de geleidbaarheid en indicatoren voor zware metalen in realtime te monitoren.
 Geavanceerde APC-algoritmen passen parameters zoals elektrisch veldvermogen en membraandruk dynamisch aan, waardoor onbeheerde werking en automatische aanpassing aan veranderingen in de waterkwaliteit mogelijk worden.
 Het systeem doorbreekt het traditionele procesknelpunt van slechts acht maanden gebruik; meerdere projecten draaien al meer dan vier jaar onafgebroken en stabiel.

  Proces: homogeniseren en mengen -> meerfasige voorbehandeling (terugwinning van titaniumdioxidepoeder) -> gefaseerde verwijdering van onzuiverheden en zware metalen met behulp van gemodificeerde membranen -> elektrochemische concentratie bij lage temperatuur (herbruikbaar zuur + ferro-ijzer) -> MVR-ondersteunde precisiekristallisatiecontrole.
 Outputs: zeer zuiver herbruikbaar zwavelzuur, ferrosulfaat van industriële kwaliteit en ultrapuur water.
 Het hele proces maakt geen gebruik van kalkneutralisatie, produceert geen vast afval van titaniumgips, bereikt vrijwel geen afvalwaterlozing en zet alle producten om in herbruikbare hulpbronnen.

Specifieke voordelen voor een productielijn van 100.000 ton per jaar
 Jaarlijkse vermindering van meer dan 500.000 ton vast titaniumgipsafval, waardoor de risico's op het aanleggen van voorraden en percolaatverontreiniging worden geëlimineerd.
 Jaarlijkse vermindering van de lozing van zuur afvalwater met 1,485 miljoen ton, waarbij wordt voldaan aan de vereisten voor ultralage lozingen in chemische industrieparken en aan de vereisten voor rivierbekkencontrole.
 Jaarlijkse terugwinning van ongeveer 4.000 ton titaandioxidepoeder, dat direct kan worden hergebruikt om grondstofkosten te besparen.
 Totaal zuurterugwinningspercentage >90%, met een jaarlijkse productie van ongeveer 180.000 ton 30% herbruikbaar zwavelzuur, waardoor de aankoop van vers zuur aanzienlijk wordt verminderd.
 Jaarlijkse productie van 32.000 ton hoogzuiver ferrosulfaat van industriële kwaliteit, dat extern kan worden verkocht om inkomsten te genereren.
 Jaarlijkse productie van meer dan 1,2 miljoen ton ultrapuur water voor hergebruik in de productie, waardoor het verbruik van kraanwater en de kosten voor waterzuivering worden verminderd.
 Inkomsten uit hergebruik van grondstoffen en de verkoop van bijproducten kunnen in principe de exploitatie- en onderhoudskosten van het systeem dekken, waardoor het milieubeschermingsproject op zichzelf winstgevend kan zijn.

Beleid en marktkansen
Nu beleidsmaatregelen als de 'dual-carbon'-doelstellingen, ultralage emissies van de chemische industrie, beperkingen op de opslag van vast afval en nullozingen in belangrijke rivierbekkens strenger worden, worden traditionele hoog-energie-neutralisatieprocessen geleidelijk afgebouwd.
 Het terugwinnen van afvalzuurbronnen is voor bedrijven een noodzaak geworden om aan de regelgeving te voldoen, in plaats van een optionele maatregel.
 Met grote schommelingen in de prijzen van zwavelzuur en stijgende vergoedingen voor de behandeling van vast afval kan het terugwinnen van hulpbronnen jaarlijks tientallen miljoenen besparen en is het een belangrijke hefboom geworden voor kostenreductie en verbetering van de efficiëntie.

 De technologie kan worden geüpgraded om zeldzame metalen zoals scandium en vanadium terug te winnen uit afvalzuur, en verder grondstoffen van batterijkwaliteit of hoogwaardige pigmenten te produceren.
 Het proces kan snel worden gerepliceerd bij de productie van fosforzuur, metallurgisch beitsen, fijnchemicaliën en andere terreinen, waarbij een sterk aanpassingsvermogen over de hele sector heen wordt getoond.

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