专利名称：一种氧化铝废碱液中碱的回收方法
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 断浓縮，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。C-7(TC，冷侧温度10°C-30°C，使新型疏水膜 两侧维持1(TC-6(TC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縮，直至可回用的液碱浓度。
附图为本发明所述装置的流程图(以直接接触式膜蒸熘为例，组 件为中空纤维型)。图中l-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l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，如此循环浓縮。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°C ，冷侧温度25°C ， 通过膜蒸馏浓縮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4.5pS/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5(TC，冷侧温度25'C， 通过膜蒸馏浓縮IO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4.8)iS/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°C ，冷侧温度30°C ， 通过膜蒸馏浓縮IO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4.2pS/cm。
权利要求
1、一种氧化铝废碱液中碱的回收方法。其特征在于采用新型低温膜蒸馏技术不断浓缩提取低浓度氧化铝废碱液中的碱。
2、 如权力要求1所述的新型低温膜蒸馏技术回收低浓度氧化铝 废碱液中的碱，其特征在于利用疏水微孔膜两侧的温差，在常压低温 的条件下，使低浓度废碱液中的水分以水蒸气的形势透过微孔膜，形 成渗余水，即高品质的纯水。在膜浓縮侧使低浓度废碱液不断浓縮获 得高浓度可回用的液碱。
3、 如权力要求1所述的低浓度废碱液，其特征在于氧化铝生产 工艺中产生的低浓度的、不可直接回用的废碱液。
4、 如权力要求1所述的新型膜蒸馏技术，其特征在于膜蒸馏的 操作方式可采用直接接触式、气隙式、减压式以及气流吹扫式。
5、 如权力要求2所述的疏水微孔膜，其特征在于可采用平板、 中空或巻式微孔膜，膜材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯，膜 孔径为0.1(im-0.5|am。
6、 如权力要求2所述的常压低温，其特征在于膜蒸馏浓縮氧化 铝废碱液的操作温度40°C-70°C 。
全文摘要
本发明提出一种采用新型低温膜蒸馏技术回收氧化铝废碱液中碱的方法。该方法主要利用氧化铝废液的余温，使疏水膜两侧保持一定的温差，废碱液中的水分以水蒸气的形势透过微孔膜，形成渗余水，即高品质的纯水。在膜浓缩侧使低浓度废碱液不断浓缩获得高浓度可回用的液碱。该方法在常压、低温下进行，具有操作简单，节能降耗的特点，有效的利用了氧化铝废液中的废热资源，在实现碱回收的同时获得了高品质的工业纯水，可回用于工业生产，成功的解决了氧化铝废液处理难达标、碱不能回用的难题，具有广泛的应用前景。
文档编号C01D1/28GK101468811SQ20071030436
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者丹 曲, 栾兆坤, 军 王, 贾智萍 申请人:中国科学院生态环境研究中心