การปรับปรุงกระบวนการนำกลับกรดไฮโดรคลอริก จากน้ำกรดกำจัดสนิมเหล็กด้วยวิธีการแลกเปลี่ยนอิออน

Abstract

ในอุตสาหกรรมแปรรูปเหล็ก กรดเสียที่เกิดจากกระบวนการกำจัดสนิมเหล็ก สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยวิธีการแลกเปลี่ยนอิออน ซึ่งเป็นวิธีการที่ประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ในหน่วยปฏิบัติการนำกลับกรดด้วยวิธีการแลกเปลี่ยนอิออน ซึ่งประกอบด้วยหอเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนบวก และหอเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนลบ ถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อศึกษาพฤติกรรมการนำกลับ โดยคำนึงถึงกรดเสียที่ประกอบไปด้วยกรดและอิออนของเหล็ก โดยเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนบวกใช้สำหรับดึงเหล็ก (Fe II) ออกจากกรดเสีย ในขณะที่เรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนลบใช้สำหรับดึงเหล็ก (Fe III) ในรูปของสารประกอบเชิงซ้อนอิออนลบของคลอไรด์ (FeCl4-) ออกจากกรดเสีย ในงานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการศึกษาหาอัตราการไหลของกรดเสียที่เหมาะสม ทั้งในสภาวะการปฏิบัติงานปกติและการรีเจนเนอเรต ของเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนบวกและอิออนลบ รวมทั้งศึกษาโครงสร้างของหอแลกเปลี่ยนอิออนบวกและหอแลกเปลี่ยนอิออนลบ เพื่อนำมาใช้ในการปรับปรุงกระบวนการให้มีประสิทธิภาพ ในการนำกลับกรดจากกรดเสียได้ดีที่สุด และกระบวนการนี้จะเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการนำกลับกรด และการศึกษาเชิงเศรษฐศาสตร์กับกระบวนการแบบดั้งเดิม จากการทดลองพบว่า ที่อัตราการไหลของกรดเสียต่ำๆ จะสามารถนำกลับกรดได้ดีกว่าใช้อัตราการไหลสูงๆ ในขณะเดียวกันความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่เหมาะสม ที่ใช้ในการรีเจนเนอเรตเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนบวกคือ 1.5 โมลต่อลิตร และจากการปรับปรุงกระบวนการโดยการนำหอเรซิ่นสองหอ มาต่อกันแบบอนุกรมจะสามารถนำกลับกรดได้ดีที่สุด โดยที่หอแรกจะบรรจุเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนบวก และหอที่สองบรรจุเรซิ่นแลกเปลี่ยนอิออนลบ จากการทดลองพบว่ากระบวนการที่ปรับปรุงนี้ มีประสิทธิภาพในการนำกลับกรดไฮโดรคลอริกดีกว่า และให้ระยะเวลาคืนทุนเร็วกว่า กระบวนการนำกลับกรดที่ใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กในปัจจุบัน