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央时空 3小时前

久吾高科 BOT 模式赋能上海某钛白粉废酸资源化

近日,久吾高科以 BOT(建设 - 运营 - 移交)模式投资建设的上海某钛白粉酸性废水资源化项目,顺利迈入膜段投运、中和与黑泥洗涤工段调试的关键阶段。作为钛白粉行业酸性废水处理与资源化利用的标杆工程,该项目依托久吾高科自主研发的超滤 - 纳滤膜集成核心技术,成功实现钛白粉企业酸性废水的 " 变废为宝 ",帮助企业节省超千万元费用,为行业绿色转型提供了可复制、可推广的创新解决方案,助力钛白粉产业突破环保瓶颈、实现高质量发展。

经济成本 企业面临巨额填埋支出

我国钛白粉 90% 以上由硫酸法生产,生产过程中不可避免的会产生大量酸性废水 ( 含 2%~5% 硫酸 ) 。酸性废水主要来自于偏钛酸水洗、酸解、煅烧废气冷却洗涤废水、以及清洗设备、操作场地的含酸废水等。目前一般采用加入石灰 ( 或电石渣 ) 以中和酸性废水,产生以二水石膏为主要成分的酸性工业污泥,被称为钛石膏 ( 又称红石膏、黄石膏 ) 。若按每产 1 吨钛白粉副产 7 吨钛石膏来计算 ( 干基 ) ,钛石膏的年排放量已经达到 1500 多万吨(干基)。

由于钛石膏中杂质较多,煅烧成半水石膏后强度很低,甚至没有强度,所以应用在石膏建材领域的量很少,而且经处理后作为水泥缓凝剂的添加量也不宜过多,会降低水泥 3d 和 28d 的强度,所以目前钛石膏绝大部分采用渣场堆存方式或堆存于各地环境中,历年累计堆存数量上亿吨,不仅占用大量宝贵土地,而且消耗巨额堆场建设维护费用。

以年产 5 万吨钛白粉企业为例,年产钛石膏 35 万吨,若当地填埋费为 85 元 / 吨,那每年的石膏填埋费将达到 2975 万元。给企业造成了极大的经济负担。

工艺综合效益显著 年经济效益可超 3800 万元

为实现酸性废水高效回收与循环利用,久吾高科为项目定制 " 超滤 - 纳滤 - 中和 - 黑泥洗涤 " 全流程膜集成工艺,设计处理规模 2500m /d × 340d,依托三大核心工段形成闭环资源循环体系,实现酸性废水资源梯级回收与高效利用。

该项目采用多级膜分离与结晶调控耦合工艺实现钛白酸性废水全组分资源化。首先通过特种超滤膜实现一级净化,截留回收悬浮态偏钛酸(回收率≥ 95%);然后采用特种纳滤膜进行二级分离,实现硫酸与金属盐的高效分质(硫酸亚铁、硫酸氧钛回收率≥ 95%);创新性开发钛石膏定向结晶技术,制备出粒径≥ 40 μ m 的钛石膏,结合高效脱水工艺将附着水降至≤ 12%,最终采用低温慢烧技术(≤ 180 ℃)将钛石膏转化为符合 GB/T9776-2022 标准的 3.0 级建筑石膏。

以年产 5 万吨钛白粉企业为例,每年在超滤膜工段回收偏酸 125 吨,以 6000 元 / 吨粗品钛白粉价格计算,年收益为 75 万元;在纳滤膜工段年约回收七水硫酸亚铁 2 万吨,以 300 元 / 吨七水硫酸亚铁价格计算,年收益约为 600 万元;而中和工段由于金属离子的去除导致中和药剂用量降低,年约节省中和药剂 1 万吨,按 150 元 / 吨电石渣价格计算,年约收益 150 万元;由于高纯度大颗粒石膏水分较低,所产石膏可以用做水泥添加剂、建筑石膏等产品,减少四个填埋费年 2975 万元。三段工艺综合,项目年经济效益达到 3800 万元。

创新酸回收工艺 实现稀硫酸高效浓缩回用

经济效益方面,目前受工业硫酸原料影响,工业硫酸价格飞涨,部分地区的 98% 硫酸价格甚至达到 2000 元 / 吨,基于此久吾高科将 " 超滤 - 纳滤 - 中和 - 黑泥洗涤 " 全流程膜集成工艺转变为 " 超滤 - 纳滤 - 酸回收 " 工艺。其中超滤 + 纳滤工段不断,将中和 + 黑泥洗涤工段转变给纳滤产水的酸回用。

如果将 5% 的稀硫酸浓缩至 50% 的运营能耗换算为折百硫酸为 639 元 / 吨,以一天产 4000 方 5% 的稀酸计算,当地硫酸价格为 1000 元时,其年经济价值为 23826 万元。

考虑到不同地区填埋费和工业硫酸价格有所不同,企业可以根据自身特点进行工艺选择,保证企业最大经济效益。

经济效益方面,多重资源回收举措为企业降本增效提供有力支撑:超滤膜回收了酸性废水中的偏钛酸,纳滤膜回收了酸性废水中的硫酸亚铁和硫酸氧钛,可实现年回收钛白粉约 200 吨,七水硫酸亚铁约 1.5 万吨,有效提升钛白粉和硫酸亚铁收率,年增产值近千万元;同时也大大削减了电石渣的使用量,年节省费用近 500 万元,经济效益显著。

打造闭环体系 实现资源循环回用

技术示范方面,久吾高科采用 BOT 模式,为钛白粉行业酸性废水处理提供了全新合作范式,降低了企业环保投入门槛;同时,膜集成工艺的成功应用,充分验证了超滤 - 纳滤技术在钛白酸性废水处理领域的可行性与优越性,其构建的 " 酸性废水→资源提取→系统回用 " 闭环模式,为行业向循环经济转型提供了清晰路径。

上海某钛白粉废酸水资源化项目,是久吾高科膜技术在钛白粉行业废酸处理领域的里程碑式应用,标志着我国特种膜技术在高难度工业废水资源化领域的又一突破。未来,久吾高科将持续聚焦耐酸、耐碱、抗污染特种膜材料研发,不断优化膜集成工艺,推动钛白粉行业实现 " 固废减量化、资源利用最大化、环境影响最小化 "。同时,公司将以技术创新为核心驱动,持续深耕化工、新能源等领域,不断拓展膜技术应用场景,为我国工业绿色低碳转型与高质量发展注入强劲 " 膜 " 力。

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