鈦白粉是重要的化工產(chǎn)品,由于其十分卓越的物理、化學(xué)、光學(xué)和顏料性能,廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、化纖、橡膠、搪瓷等行業(yè)。目前國內(nèi)鈦白粉的生產(chǎn)多采用傳統(tǒng)的硫酸法工藝,在水洗工段,偏鈦酸懸浮液經(jīng)葉濾和水洗后,母液和水洗液中仍含有較高含量的偏鈦酸粒子,工廠將母液和水洗2~3小時的濾液合并,采用自然沉降法以回收偏鈦酸,由于偏鈦酸粒徑小,沉降漫,回收不完全,而且需許多沉降槽;排出的廢酸中仍然有微米級的偏鈦酸粒子,難以回收,粒子的存在又使廢酸回用困難,只好排放,既造成了環(huán)境污染,又損失了昂貴的偏鈦酸。另外在超細(xì)鈦白粉的生產(chǎn)中需用去離子水洗滌TiO2粒子,僅靠斜板沉降槽回收洗滌水中的鈦白粉粒子,回收效率低,大約有1~2%的鈦白粉顆粒流失,這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境而且也造成了經(jīng)濟(jì)上的較大的損失。如對一個年產(chǎn)1萬噸的鈦白粉生產(chǎn)廠家,僅此一項年損失就在100~200萬元。
膜分離具有分離效率高,能耗低,裝置簡單,操作容易等特點(diǎn)。膜分離技術(shù)主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)等,涉及微米和亞微米級粒子的分離主要是微濾(MF)技術(shù)。陶瓷膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度好、耐高溫、分離效率高等突出優(yōu)點(diǎn),在化工、環(huán)保等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用。
采用陶瓷膜回收鈦白廢酸或廢水中的鈦白粉,不僅可以使澄清的硫酸得以回用,澄清的水作為冷卻用水,而且還可以提高鈦白粉的收率,取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。
陶瓷膜回收鈦白廢酸或廢水中的鈦白粉應(yīng)用技術(shù),關(guān)鍵解決了三個方面的問題,即工藝參數(shù)的確定,清洗劑與清洗方法的選擇,反沖技術(shù)與反沖周期的確定,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)裝置的現(xiàn)場操作并對經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行了分析。
通過陶瓷膜回收鈦白廢酸中偏鈦酸粒子的過程研究,確定了膜孔徑、膜面流速、過濾壓力、操作溫度及濃縮比等工藝參數(shù)。偏鈦酸粒子的平均回收率大于99%;
確定了氣頂水反沖為陶瓷膜回收鈦白粉過程中延遲膜污染的一種穩(wěn)定、有效的方法。
通過系統(tǒng)的實(shí)驗研究,找到了有效的膜污染控制方法和穩(wěn)定的膜清洗方法。
采用0.8um的陶瓷膜回收鈦白洗滌廢水中TiO2粒子,膜的過濾通量可以維持在500l/m2.h以上,TiO2粒子的平均回收率大于99%。
150噸/日的陶瓷膜回收鈦白洗滌廢水中鈦白粉的工業(yè)示范裝置,經(jīng)現(xiàn)場運(yùn)行考核,每天的處理量大于150噸,鈦白粉的平均回收率為99%,膜的過濾通量大于500l/m2.h;
對年產(chǎn)4000噸鈦白粉中、大型廠家而言,平均每年有1—2%的鈦白粉流失掉,如果用陶瓷膜來回收這部分鈦白粉,設(shè)備投資為20萬元人民幣,每年可回收鈦白粉60噸,當(dāng)年即可收回設(shè)備投資成本,還可獲數(shù)十萬元的經(jīng)濟(jì)收入,而且經(jīng)處理后的水可作冷卻水回用,其社會效益也是很明顯的。