电渗析法回收铅酸蓄电池化成工序废硫酸的研究

本研究采用单价阳离子交换膜电渗析法,对北方某铅酸蓄电池厂化成车间产生的含低浓度铁离子的废酸进行回收实验。比较了单价阳离子交换膜和普通阳离子交换膜的分离性能,并且考察了操作电流密度、初始铁离子浓度以及初始硫酸浓度对硫酸回收率的影响。结果表明,当硫酸回收率达到80%时,单价阳离子交换膜对金属离子和氢离子的分离系数约为普通阳离子交换膜的7.5倍。在电流密度0.06 A·cm-2的条件下,采用单价阳离子膜对工厂化成废酸(初始硫酸浓度约2.25 mol·L-1,初始铁离子浓度约12 mg·L-1)电渗析,当废酸回收率达到80%时,金属铁离子的透过率小于10%,可控制回收酸中铁离子的浓度在2 mg·L-1以下,满足该蓄电池厂对化成硫酸中铁离子浓度的限值要求。通过对H+传质过程进行动力学分析的结果表明:其传质过程符合零级反应动力学,电迁移传质在传质过程中占主要地位。回收得到的硫酸重新回用于蓄电池的化成工序,不仅能够实现资源的回用,还可避免废酸进行中和处理时对碱的消耗,具有较好的环境效益及技术可行性。