Thu hồi axit thải từ Titanium Dioxide

  Hơn 90% chất màu titan dioxide trong nước được sản xuất bằng quy trình sunfat. Đối với mỗi tấn sản phẩm, tạo ra 5-8 tấn axit thải nồng độ cao ở mức 20% -13%, 20-30 tấn axit thải có nồng độ trung bình và thấp ở mức 1% -2%, 15-25 tấn nước thải có tính axit loãng ở mức 0,2% -0,3% và 2-3 tấn nước thải hỗn hợp axit-selen ở mức 4% -6%.
 Dây chuyền sản xuất có công suất 100.000 tấn/năm tạo ra hơn 1,5 triệu tấn axit thải mỗi năm.
 Axit thải chứa sắt sunfat, các hạt titan dioxide siêu mịn, silica gel, các ion kim loại nặng như nhôm/mangan/vanadi/crom và một lượng nhỏ ion clorua và florua. Nó có thành phần phức tạp, tính ăn mòn mạnh, hàm lượng muối cao, lượng keo dồi dào và chất lượng nước biến động lớn nên việc xử lý vô cùng khó khăn.

  Hơn 60% các công ty titan dioxide vừa và nhỏ sử dụng xỉ vôi hoặc cacbua để trung hòa axit thải. Mặc dù điều này có thể làm giảm độ axit nhưng mỗi tấn sắc tố titan dioxide tạo ra 5-5,4 tấn thạch cao titan.
 Trung Quốc bổ sung hơn 10 triệu tấn thạch cao titan mỗi năm, với tỷ lệ tận dụng tài nguyên dưới 15%. Hầu hết nó được lưu trữ ngoài trời, có thể gây ra hiện tượng axit hóa đất và dư thừa kim loại nặng trong nước ngầm.
 Axit sulfuric bị lãng phí khi trung hòa, buộc các công ty phải mua thêm axit mới và chi phí tăng đáng kể.

MVR  nồng độ nhiệt độ cao tiêu thụ năng lượng cao (>220 kWh/tấn nước). Muối kim loại kết tinh và bám vào các ống trao đổi nhiệt, cần phải làm sạch bằng axit sau chưa đầy 100 ngày hoạt động. Axit mạnh và ion halogenua ăn mòn thiết bị và việc đầu tư vào vật liệu chống ăn mòn cao cấp là quá tốn kém đối với nhiều công ty vừa và nhỏ.
 Màng lọc nano/thẩm thấu ngược thông thường không chịu được môi trường axit mạnh. Chúng dễ bị tắc nghẽn bởi chất keo muối sắt và bột titan dioxide siêu mịn, nồng độ axit sulfuric giới hạn chỉ là 13%, không đáp ứng yêu cầu tái sử dụng và do đó cần kết hợp với MVR.
 Tuổi thọ màng chỉ 1-1,5 năm, cần thay thế thường xuyên dẫn đến chi phí vận hành cao. Sự biến động về chất lượng nước cũng khiến hệ thống khởi động và dừng thường xuyên, khiến cho việc sản xuất liên tục và ổn định trở nên khó khăn.

  Axit sulfuric, sắt sunfat và các hạt titan dioxide siêu mịn cùng tồn tại, gây khó khăn cho quá trình kết tinh đông lạnh hoặc chiết xuất hóa học để vừa loại bỏ sắt vừa giữ axit.
 Nếu loại bỏ sắt không hết thì axit thu hồi không đủ độ tinh khiết. Nếu tiến hành loại bỏ sắt sâu, axit sulfuric sẽ được tiêu thụ và chất thải nguy hại mới có thể được tạo ra.
 'Chiết xuất bằng axit chắc chắn sẽ mang theo sắt, trong khi việc loại bỏ sắt chắc chắn sẽ tiêu tốn axit' là một thách thức được công nhận rộng rãi trong ngành. Nó làm giảm giá trị của việc thu hồi tài nguyên và làm suy yếu động lực đầu tư vào nâng cấp kỹ thuật của các công ty.

  Nó chứa một lượng lớn các hạt oxit titan có kích thước nano và chất keo silica-gel. Với độ nhớt cao, nó dễ làm tắc nghẽn các thiết bị thí nghiệm, bộ trao đổi nhiệt và đường ống; loại ô nhiễm dạng gel này rất hiếm gặp ở các ngành công nghiệp khác.
 Biên độ axit rộng (0,2%-23%), chất lượng nước dao động không rõ ràng. Thiết bị thông thường gặp khó khăn trong việc thích ứng, gây ra các rủi ro như trộn dòng, sụp đổ vật liệu hoặc nước thải không tuân thủ.
 Axit mạnh, độ mặn cao và nhiều kim loại nặng cùng tồn tại gây ăn mòn thiết bị nghiêm trọng ở cả nhiệt độ thấp và cao. Tỷ lệ thất bại cao hơn nhiều so với nước thải tẩy rửa thông thường.

  Việc tồn trữ hàng chục triệu tấn thạch cao titan có nguy cơ bị kiểm tra môi trường, có thể dẫn đến hạn chế sản xuất, lệnh cải chính hoặc phạt tiền.
 Việc xử lý axit thải như chất thải dẫn đến chi phí mua sắm axit sunfuric hàng năm lên tới hàng chục triệu đồng, làm giảm tỷ suất lợi nhuận.
 Các công ty ở lưu vực sông trọng điểm như Thái Hồ và sông Đông Giang có thể bị yêu cầu tạm dừng sản xuất nếu nước thải vượt quá tiêu chuẩn xả thải.
 Thường xuyên hư hỏng thiết bị làm gián đoạn quá trình sản xuất bình thường và gây ra tổn thất gián tiếp cao.

  Sử dụng vật liệu gốc polymer biến tính và liên kết ngang độc quyền, cho phép hoạt động lâu dài trong môi trường axit mạnh ở pH<1.
 Cấu trúc màng-lỗ được tối ưu hóa cho keo muối sắt và bột titan dioxide siêu mịn. Khả năng chống ăn mòn và chống tắc nghẽn của nó vượt xa các màng thông thường và tuổi thọ của nó vượt quá ba năm.
 Các mô-đun màng được ứng dụng theo từng giai đoạn: quá trình lọc chính xác từ đầu đến cuối thu hồi 96% titan dioxide siêu mịn; Quá trình lọc nano ở giai đoạn giữa giữ lại chính xác sắt, nhôm, mangan và các kim loại nặng khác với tỷ lệ loại bỏ tạp chất trên 95%, ngăn ngừa tắc nghẽn tại nguồn.

  Hệ thống này từ bỏ nồng độ thay đổi pha ở nhiệt độ cao truyền thống và sử dụng nồng độ nhiệt độ thấp điện hóa không thay đổi pha, màng cải tiến kháng axit độc quyền, tiền xử lý mô-đun theo giai đoạn và hệ thống điều khiển tự động thông minh APC.
 Cùng với nhau, bốn mô-đun này cho phép thu hồi tất cả các thành phần ở độ tinh khiết cao và không thải chất thải rắn trong suốt quá trình.

  Khung thiết bị được phủ bằng polyurethane chống ăn mòn chịu lực cao và được trang bị nắp cuối chống ăn mòn có thể tháo lắp nhanh, giúp bảo trì dễ dàng và loại bỏ rủi ro rò rỉ.
 Máy bơm cao áp đặc biệt chịu được axit được sử dụng để giải quyết các vấn đề về tạo bọt và bịt kín trong điều kiện axit mạnh.
 Tiền xử lý bao gồm lọc chính xác, hấp phụ kim loại nặng và loại bỏ vết halogen. Axit thải có nồng độ cao và nồng độ thấp được xử lý theo các tuyến riêng biệt, cho phép hệ thống thích ứng với những biến động lớn về chất lượng nước và đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.

  Được nâng cấp trên nền tảng DCS, hệ thống được trang bị các cảm biến đặc biệt trực tuyến độc quyền để theo dõi nồng độ axit sulfuric, hàm lượng sắt, độ dẫn điện và các chỉ số kim loại nặng trong thời gian thực.
 Các thuật toán APC tiên tiến tự động điều chỉnh các thông số như công suất điện trường và áp suất màng, cho phép vận hành không cần giám sát và tự động thích ứng với những thay đổi về chất lượng nước.
 Hệ thống vượt qua nút thắt quy trình truyền thống chỉ sau 8 tháng vận hành; nhiều dự án đã hoạt động liên tục và ổn định trong hơn 4 năm qua.

  Quy trình: đồng nhất và pha trộn -> tiền xử lý nhiều giai đoạn (thu hồi bột titan dioxide) -> loại bỏ tạp chất và kim loại nặng theo giai đoạn bằng màng biến tính -> nồng độ điện hóa ở nhiệt độ thấp (axit tái sử dụng + sắt kim loại) -> Kiểm soát kết tinh chính xác với sự hỗ trợ của MVR.
 Đầu ra: axit sulfuric có thể tái sử dụng có độ tinh khiết cao, sắt sunfat cấp công nghiệp và nước siêu tinh khiết.
 Toàn bộ quá trình không sử dụng chất trung hòa vôi, không tạo ra chất thải rắn thạch cao titan, đạt lượng nước thải gần như bằng 0 và chuyển đổi tất cả các sản phẩm thành nguồn tài nguyên có thể tái sử dụng.

Lợi ích cụ thể đối với dây chuyền sản xuất 100.000 tấn mỗi năm
 Hàng năm giảm hơn 500.000 tấn chất thải rắn thạch cao titan, loại bỏ rủi ro tồn trữ và ô nhiễm nước rỉ rác.
 Hàng năm giảm 1,485 triệu tấn nước thải có tính axit, đáp ứng yêu cầu xả thải cực thấp tại các khu công nghiệp hóa chất và yêu cầu kiểm soát lưu vực sông.
 Hàng năm thu hồi khoảng 4.000 tấn bột titan dioxide, có thể tái sử dụng trực tiếp, tiết kiệm chi phí nguyên liệu.
 Tỷ lệ thu hồi axit tổng thể >90%, với sản lượng hàng năm khoảng 180.000 tấn axit sulfuric 30% có thể tái sử dụng, giảm đáng kể việc mua axit mới.
 Sản xuất hàng năm 32.000 tấn sắt sunfat cấp công nghiệp có độ tinh khiết cao, có thể bán ra bên ngoài để tạo doanh thu.
 Hàng năm sản xuất hơn 1,2 triệu tấn nước siêu tinh khiết để tái sử dụng trong sản xuất, giảm tiêu thụ nước máy và chi phí xử lý nước.
 Doanh thu từ việc tái sử dụng nguyên liệu thô và bán sản phẩm phụ về cơ bản có thể trang trải chi phí vận hành và bảo trì hệ thống, giúp dự án bảo vệ môi trường có thể tự sinh lời.

Cơ hội thị trường và chính sách
 Khi các chính sách như mục tiêu 'cacbon kép', lượng phát thải công nghiệp hóa chất cực thấp, hạn chế lưu trữ chất thải rắn và không xả thải ở các lưu vực sông quan trọng trở nên nghiêm ngặt hơn, các quy trình trung hòa năng lượng cao truyền thống đang dần bị loại bỏ.
 Thu hồi tài nguyên axit thải đã trở thành một yêu cầu tuân thủ cần thiết đối với các công ty chứ không phải là một biện pháp tùy chọn.
 Với sự biến động lớn về giá axit sunfuric và phí xử lý chất thải rắn tăng cao, việc thu hồi tài nguyên có thể tiết kiệm hàng chục triệu mỗi năm và trở thành đòn bẩy chính để giảm chi phí và nâng cao hiệu quả.

 Công nghệ này có thể được nâng cấp để thu hồi các kim loại quý hiếm như scandium và vanadi từ axit thải, đồng thời sản xuất thêm nguyên liệu thô cấp pin hoặc bột màu cao cấp.
 Quy trình này có thể được nhân rộng nhanh chóng trong sản xuất axit photphoric, tẩy rửa luyện kim, hóa chất tinh khiết và các lĩnh vực khác, cho thấy khả năng thích ứng mạnh mẽ giữa các ngành.

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