以離子交換劑選擇性吸附作酸與鹽之分離

Abstract

工業中使用強酸做為酸洗劑，刻液或金屬剝離液，成大量廢酸溶液，目前 對這些廢酸大多加入鹼作中和沉澱處理，此法會產生數量大的不但增加成 本，浪費空間也損失可回收及重新使用的濃酸液。本研究是探討以相同酸 基型強鹼性陰離子交換樹脂對同酸基廢酸由酸鹽吸附差異作分離，實驗結 果顯示因酸比鹽被吸附性強，故流出液中鹽將被先分離出來，繼續流出者 為酸鹽濃度比例與處理液相近的混合液，流出液最後一部份為含金屬濃度 低的酸溶液(對硝酸-硝酸銅廢酸而言其濃度為進料濃度的0.1-0.15倍左 右),此高純度酸可回收重新作酸蝕刻 用。本研究也包含由批式實驗以官 能基為Cl及官能基為硝酸的強鹼性陰離子交換樹脂Dowox1與純鹽酸，三氯 化鐵，硝酸，硝酸銅作平衡模示探討，分析實驗所得數據顯式能以線性等 溫線代表平衡關係。樹脂吸附床的實驗包括鹽酸-三氯化鐵及硝酸- 硝酸 銅兩個系統。在在硝酸- 硝酸銅廢酸分離系統中，改變樹脂床內徑由2.5 cm(高度7cm)到 1.1cm(高度35cm) 酸鹽分離可由回酸液量4ml 提昇到14ml ，因此樹脂床的高度對內徑比越大對分離效果越好。改變樹脂床操作流量 由1ml/l 到 10ml/l時，酸鹽分離可回收酸液由12ml提昇到16ml；但流量 太大時回收酸濃度會被稀釋，所以樹脂床操作應以適當流量不宜太大或太 小。由溫度在0度C至58度C 的幾個樹脂吸附床實驗顯示溫度的變化對酸鹽 的分離效率並沒有明顯的影響。對鹽酸- 三氯化鐵廢酸分離系統，因鐵離 子本身被吸附性強( 線性吸附等溫平衡式q = 2.403C-0.903) 因此樹脂床 高度由35cm增加到100 cm回收酸液中原本只含鐵離子濃度6g/l增加到17g/ l ，故增加樹脂床高度對鹽酸- 三氯化鐵廢酸分離並沒有幫助。建議對此 廢酸的分離可用幾個樹脂床串聯來加強鹽酸與鹽酸鐵的分離。