【摘 要】
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液晶显示加工行业在生产工艺过程中会产生大量的铝刻蚀废液,该类废液产生于湿法刻蚀工序中。其中的可再生利用的磷酸资源丰富,回收再生价值高,同时也是亟待处理的一类危险废物,直接排放将会对环境造成巨大危害同时对资源也是一种浪费。为了处理和回收利用这类废液,本文运用电化学技术对废液其中的硝酸和醋酸杂质进行处理从而提纯回收磷酸的工艺进行了初步研究和将工艺运用于实际生产的技术经济方案进行了评估。根据电化学实验测
【基金项目】
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“千人计划”青年人才项目； 湖北永绍科技股份有限公司委托横向课题；
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液晶显示加工行业在生产工艺过程中会产生大量的铝刻蚀废液,该类废液产生于湿法刻蚀工序中。其中的可再生利用的磷酸资源丰富,回收再生价值高,同时也是亟待处理的一类危险废物,直接排放将会对环境造成巨大危害同时对资源也是一种浪费。为了处理和回收利用这类废液,本文运用电化学技术对废液其中的硝酸和醋酸杂质进行处理从而提纯回收磷酸的工艺进行了初步研究和将工艺运用于实际生产的技术经济方案进行了评估。根据电化学实验测试结果,最佳的电解催化电极组合为阳极采用Ir/Ta-Ti网电极,阴极采用Pt-碳布电极;在无隔膜电解反应器中,改变电流密度和进水流速,监测电解反应中的各项参数指标变化,包括:硝酸和醋酸的去除率、副产物氨氮生成率和电极时空产率等指标。根据实验可知:对于初始硝酸浓度高达49g/L和醋酸浓度高达703g/L的废铝刻蚀液,在电流密度为21.25 m A/cm~2和流速为2.11L/h时的硝酸和醋酸综合去除率最佳,10小时电解去除硝酸的去除率为51.1%,醋酸去除率为50.2%,此时阴极还原硝酸的时空产率均值为0.112 g/L*h*cm~2,阳极催化氧化醋酸的时空产率均值为4.395 g/L*h*cm~2。在隔膜式电解反应器中,对于初始硝酸浓度高达28g/L和醋酸浓度高达255g/L的废铝刻蚀液,在电流密度为30.25 m A/cm~2,电解10小时的硝酸去除率为45.0%,醋酸的去除率为23.0%,系统内积累的铵根离子的浓度小于无隔膜电解,但随着流速的上升隔膜电解器的处理硝酸除杂效率是不断降低的,且在流速为2.11L/h时醋酸去除效果最好。隔膜电解器对硝酸和醋酸的时空产率随电流密度的增加而增加,随流速的增加而逐渐降低。两种反应器内的电还原除杂硝酸过程较为符合一级反应动力学,相关度R~2均大于0.8500。对电解除杂废铝刻蚀液提纯磷酸工艺产业化进行经济分析与建立系统动力学经济模型仿真,与已有的传统工艺相比电解回收资源化处理废液工艺对环境友好兼顾磷酸资源利用和保护环境的优点并依据模型对园区发展进行政策建议。
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