view in publisher's site

Membrane electrolysis for separation of cobalt from terephthalic acid industrial wastewater

Highlights•Membrane electrolysis system coupled to crystallizers enables to simultaneous separation of PTA and Co without additives.•Recovery efficiency of cobalt is 94.5 ± 0.1% (simple synthetic stream) and 97.8 ± 0.1% (multiple ions synthetic stream).•Removal efficiency of PTA is 98.7 ± 0.2% (simple synthetic stream) and 61.2 ± 0.1% (multiple ions synthetic stream).•The efficiencies of PTA and cobalt from real stream are lower than synthetic streams showing the impact of matrix effects.AbstractRecovery of valuable metals from wastewaters containing both metals and organics is challenging with current technologies, in part due to their interactions. Typical approaches are chemical intensive. Here, we developed a membrane electrolysis system coupled to an acidic and alkaline crystallizer to enable separate precipitation of the organics and metals without additional chemicals. The target industrial wastewater contained mainly purified terephthalic acid (PTA), benzoic acid (BA), p-Toluic acid (PA), cobalt (Co), and manganese (Mn). We examined the removal and recovery efficiency of PTA and cobalt from two types of synthetic stream and the real process stream using several configurations. The acidic crystallizer reached a removal efficiency of PTA of 98.7 ± 0.2% (Coulombic efficiency 99.71 ± 0.2%, pH 3.03 ± 0.18) in batch tests of the simple synthetic stream. The alkaline crystallizer achieved a cobalt recovery efficiency of 94.51 ± 0.21% (Coulombic efficiency 87.67 ± 0.31%, pH 11.37 ± 0.21) in batch tests of the simple synthetic stream (TPA and Co). Then, the system was operated continuously with complex synthetic stream (TPA, BA, PA, Co and Mn). The alkaline crystallizer achieved a cobalt recovery efficiency of 97.78 ± 0.02% (Coulombic efficiency 90.45 ± 0.17%)at pH 11.68 ± 0.02. The acidic crystallizer obtained a PTA removal efficiency of 61.2 ± 0.1% (Coulombic efficiency 62.3 ± 0.2%) over 144 h (pH 3.71 ± 0.03). A real stream was tested over 5 h runs in batch showing 31.1 ± 1.0% PTA (Coulombic efficiency 26.5 ± 0.2%) and 82.92 ± 0.22% cobalt removal (Coulombic efficiency 75.27 ± 0.31%) at pH 2.71 ± 0.12 and 8.07 ± 0.02, respectively. However, micron-scale precipitates were generated from real stream tests. To conclude, the membrane electrolysis cell coupled with acidic and alkaline crystallizers enabled simultaneous separation of PTA and cobalt as solid precipitates from a complex stream with no chemical addition. The efficiencies were lower with the real stream than the synthetic streams, showing the impact of matrix effects and the need to optimize the performance of the crystallizers.

الکترولیز غشا برای جداسازی کبالت از فاضلاب صنعتی terephthalic اسیدی

همچنین سیستم الکترولیز غشا همراه با crystallizers امکان جداسازی همزمان مخابرات و Co بدون افزودنی را فراهم می‌کند. کارآیی بازیابی کبالت، ۹۴.۵ ± ۰.۱ درصد (جریان مصنوعی ساده)و ۹۷.۸ ± ۰.۱ درصد (جریان ترکیبی)است. راندمان حذف (PTA)۹۸.۷ ± ۰.۲ % (جریان مصنوعی ساده)و ۶۱.۲ ± ۰.۱ درصد (جریان ترکیبی)است. بازده of و کبالت از جریان واقعی کم‌تر از جریان‌های ترکیبی است که اثر ماتریس effects.Abst ractRecovery از فلزات با ارزش از wastewaters حاوی فلزات و organics را نشان می‌دهد که با فن‌آوری‌های جاری به خاطر تعاملات آن‌ها در حال چالش است. روش‌های معمول، فعالیت‌های شیمیایی فشرده هستند. در اینجا، یک سیستم الکترولیز غشا همراه با crystallizer اسیدی و اسیدی را ایجاد کردیم تا بارش جداگانه of و فلزات را بدون مواد شیمیایی اضافی فراهم کنیم. فاضلاب صنعتی هدف عمدتا purified terephthalic (PTA)، بنزوئیک‌اسید (BA)، p (PA)، کبالت (Co)و منگنز (منگنز)است. ما حذف و بازیابی کارایی مخابرات و کبالت از دو نوع جریان ترکیبی و جریان فرآیند واقعی با استفاده از چندین پیکربندی را بررسی کردیم. The اسیدی به راندمان حذف (PTA ± ۰.۲ % (coulombic ± ۰.۲ %، PH ۳.۰۳ ± ۰)در تست‌های دسته‌ای از جریان ترکیبی ساده رسید. The قلیایی با کارآیی بازیابی کبالت ± ۰.۲ % (coulombic درصد بازدهی ۰.۳۱ درصد، PH ۱۱.۳۷ ±)در تست‌های گروهی جریان ترکیبی ساده (TPA و Co)به دست آورد. سپس سیستم به طور مداوم با جریان ترکیبی مرکب (TPA، BA، PA، Co و منگنز)کار می‌کرد. The اسیدی به کارآیی بازیابی کبالت نسبت به ۹۷.۷۸ ± ۰.۰۲ % (coulombic ± ۹۰.۴۵ %)در PH ۱۱.۶۸ ± ۰.۲ % (coulombic کارایی PTA ± ۰.۲ %)بیش از ۱۴۴ ساعت (pH ± ۰.۰۳ ± ۰.۰۳)رسید. یک جریان واقعی بر روی ۵ ساعت در دسته‌ای تست شد که نشان می‌دهد ۳۱.۱ ± ۱.۰ % PTA (coulombic، ۲۶.۵ درصد)و ۸۲.۹۲ ± ۰.۲ درصد حذف کبالت (بازدهی coulombic / ۰.۳۱ %)در PH ۲.۷۱ ± ۰.۱۲ و ۸.۰۷ ± ۰.۰۲ به ترتیب است. با این حال، رسوبات در مقیاس میکرون از آزمون‌های جریان واقعی تولید شدند. در نتیجه، پیل الکترولیز غشا همراه با crystallizers اسیدی و اسیدی جداسازی همزمان of و کبالت را به عنوان رسوبات جامد از یک جریان پیچیده با اضافه کردن مواد شیمیایی به کار می‌برد. بازده با جریان واقعی کم‌تر از جریان ترکیبی بود که تاثیر اثرات ماتریس و نیاز به بهینه‌سازی عملکرد of را نشان می‌داد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.