[发明专利]一种氧化铝废碱液中碱的回收方法

说明书

技术领域

本发明公开一种氧化铝废碱液中碱的回收方法，具体地说是涉及 一种采用新型低温膜蒸馏技术用于氧化铝废碱液中碱回收的方法，属 于工业水处理领域。

背景技术

氧化铝生产过程中会产生大量的低浓度废碱液，这些废碱液难处 理、回收困难，直接排放对环境产生了巨大的危害。如何处理氧化铝 生产过程中的低浓度废碱液，成为目前我国氧化铝生产行业面临的亟 待解决的问题。

膜蒸馏是一种采用疏水微孔膜，以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动 力的膜分离过程。当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分开时，由于膜 的疏水性，膜两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一例，但由于热侧 水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从热侧进 入冷侧而冷凝，成为渗出水。浓水留在热侧形成渗余水。

膜蒸馏是上世纪60年代针对海水淡化提出的膜分离过程，与常 规的压力驱动膜分离过程(反渗透、纳滤等)相比，膜蒸馏具有以下 优点：(1)膜蒸馏过程几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便； (2)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，只有水蒸汽能透过膜 孔，所以蒸馏液十分纯净；(3)可以处理极高浓度的水溶液，是目 前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程；(4)无需把溶液 加热到沸点，只需膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，有可 能利用太阳能、地热、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源(吴 庸烈，膜科学技术及其应用进展，膜科学与技术，2003，23(4)：67-80； 马润宇，膜蒸馏技术的回顾与展望，天津城市建设学院学报，2003， 9(2)：100-105；)。

本发明将膜蒸馏本身的技术优势及氧化铝废碱液含有余温得这 一特点有效的结合在一起，克服了膜蒸馏本身的热能耗，成功解决了 废碱液处理的难题，实现了氧化铝废液中碱的回收。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种采用新型低温膜蒸馏技术回收氧化 铝废液中碱的方法，该方法可在常压的条件下，将低浓度的废碱液不 断浓缩，回收废碱液中的碱，并获得高品质的渗出水，可回用于工业 生产。

现以直接接触式膜蒸馏来说明本发明的主要技术特点：在常压条 件下，控制热侧温度40℃-70℃，冷侧温度10℃-30℃，使新型疏水膜 两侧维持10℃-60℃的温差，低浓度废碱液中的水分以水蒸气的形势 透过微孔膜，使得低浓度废碱液不断浓缩，直至可回用的液碱浓度。

附图说明：

附图为本发明所述装置的流程图(以直接接触式膜蒸馏为例，组 件为中空纤维型)。图中：1-料液槽；2-中空纤维膜组件；3-产水槽； 4-恒温水浴；5-冷却装置；6-磁力泵；7-温度计；8-电导率监视仪。

如附图1所示，流程分为两个循环。首先，低浓度废碱液从料液 槽1通过磁力泵6进入恒温水浴4加热后进入中空纤维膜组件2的内 侧，后流入料液槽，如此循环浓缩。同时冷侧纯水从产水槽经磁力泵 6进入冷却装置后进入中空纤维膜组件的外侧，后携带从料液侧渗透 过的冷凝蒸汽回到产水槽，形成另一个循环。膜组件热侧和冷侧的进 出口装有温度计，记录温度变化。

应用实例：

下面例举三个实例具体说明本发明的效果，但本发明的权 力要求范围并非局限于此。

实例1：以山东铝业的废碱液为例，废碱液中碱的含量为 16.9g/L(以NaOH计)。控制热侧温度50℃，冷侧温度25℃， 通过膜蒸馏浓缩8倍后，热侧碱的浓度可达135.2g/L(以NaOH 计)，此时冷侧膜蒸馏产水的电导率为4.5μS/cm。

实例2：以山东铝业的废碱液为例，废碱液中碱的含量为 16.9g/L(以NaOH计)。控制热侧温度50℃，冷侧温度25℃， 通过膜蒸馏浓缩10倍后，热侧碱的浓度可达169g/L(以NaOH 计)，此时膜蒸馏产水的电导率为4.8μS/cm。

实例3：以山东铝业的废碱液为例，废碱液中碱的含量为 16.9g/L(以NaOH计)。控制热侧温度60℃，冷侧温度30℃， 通过膜蒸馏浓缩10倍后，热侧碱的浓度可达169g/L(以NaOH 计)。此时冷侧膜蒸馏产水的电导率为4.2μS/cm。