煤化工含盐废液中杂质对硫酸钠溶解行为影响研究

研究含盐废液中典型杂质对硫酸钠溶解行为影响机制,有利于优化硫酸钠废盐结晶工艺,促进硫酸钠高值化利用。以煤化工行业硫酸钠杂质体系为研究对象,使用OLI与COSMO-RS研究了温度、典型无机杂质离子和有机杂质对硫酸钠溶解度、溶剂化及相互作用的影响规律。结果表明,硫酸钠溶解行为由杂质极性、Na^(+)与SO_(4)^(2-)溶剂化能力、杂质浓度及同离子效应共同控制,极性影响最强。弱极性Ca^(2+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、HCO_(3)^(-)、F^(-)、NO_(3)^(-)促进硫酸钠结晶,其中,阳离子通过同离子效应协同促进硫酸钠结晶,阴离子通过同离子效应及削弱Na^(+)与SO_(4)^(2-)溶剂化作用协同促进硫酸钠结晶;强极性Mg^(2+)、CO_(3)^(2-)抑制硫酸钠结晶,Mg^(2+)通过增强Na^(+)与SO_(4)^(2-)溶剂化协同促进硫酸钠溶解,CO_(3)^(2-)通过强极性特征,促进硫酸钠溶解,在含盐废液中去除Mg^(2+)和CO_(3)^(2-)是促进硫酸钠结晶的必要措施;低浓度有机杂质通过削弱Na^(+)与SO_(4)^(2-)溶剂化作用促进Na_(2)SO_(4)结晶。相关理论研究为硫酸钠废盐资源化提供理论支撑。

焦化尾水资源化回用集成工艺中试

为实现焦化尾水的资源化回用,开发了以预处理、压力-电驱动膜组合及双极膜电渗析技术为核心的集成工艺,并进行了中试研究。集成工艺中,化学软化和臭氧-双氧水复合氧化工艺用于去除原水中的硬度和反渗透浓水中的难降解有机物,纳滤工艺完成了一价离子与高价离子的分离,电渗析和双极膜电渗析工艺实现了焦化尾水的近零排放和酸碱资源再生。化学软化工艺对原水的硬度去除率可达64.2%;臭氧-双氧水复合氧化工艺对反渗透浓水的COD去除率可达35.0%;纳滤工艺的脱盐率可达30.2%,对氯离子、硫酸根、硬度和TOC去除率分别可达-6.8%、97.3%、78.4%和87.4%;双极膜电渗析工艺可得浓度均为2 mol/L以上的酸和碱,能耗为4.0 kW·h/kg。该集成工艺的水回用率大于90%,酸碱可短程循环利用。

IPE-23萃取剂在含锂废液中回收锂的应用

从废旧锂电池回收废液中进一步提取锂资源兼具经济和环境效益,β-双酮类溶剂萃取体系因其良好的萃锂性能得到了广泛的关注,但目前β-双酮类萃取剂的种类较少导致在选择上有一定的局限性。本研究通过Gaussian 16、Multiwfn软件进行了萃取剂分子表面静电势和萃锂反应吉布斯自由能变的理论计算,结果表明—NO_(2)、—CF_(3)、—CN取代基通过改变β-二酮分子范德华表面的静电势极值来提升萃锂性能,在此理论基础上开发出β-二酮类选择性提锂萃取剂IPE-23;以锂萃取率、分离比、萃取分相、萃取剂在水相中的溶损(以水相中的化学需氧量COD计)等衡量指标,研究了萃取剂浓度、温度、相比、加碱量等因素的影响,经过三级逆流萃取-三级逆流洗涤-CO_(2)酸化反萃工艺处理,锂的萃取率达到97%,分配比D_(Li)=21.90,锂钠分离系数为423.85,萃余液pH为11.3,COD为675.2mg/L,反萃液中锂浓度达到6.66g/L。本研究有望为废旧锂电回收废液中锂资源的高效循环回用提供技术参考与理论支撑。