申請日2010.07.21

　　公開(公告)日2012.02.01

　　IPC分類號C02F101/14; C02F1/58

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種處理含氟硼酸根廢水的水解劑及其應(yīng)用。其中水解劑是由至少一種鋁鹽和至少一種水溶性鈰鹽組成。鋁鹽選自明礬、氯化鋁或其水合物、硫酸鋁或其水合物，優(yōu)選為明礬;可溶性鈰鹽選自硝酸鈰、硫酸鈰和氯化鈰，優(yōu)選為氯化鈰。用本發(fā)明的水解劑處理含氟硼酸根廢水，一方面可以降低主水解劑鋁鹽的用量，另一方面可以降低水解后廢水中氟硼酸根的濃度，為后續(xù)處理提供有利條件。繼續(xù)用石灰乳或Ca(OH)2沉淀處理后，氟硼酸根離子及氟離子的濃度均很低，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，可以直接排放，縮短了后續(xù)處理流程。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理含氟硼酸根廢水的水解劑，其是由至少一種鋁鹽和 至少一種水溶性鈰鹽組成。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水解劑，其特征在于鋁鹽選自明礬、 氯化鋁或其水合物、硫酸鋁或其水合物，優(yōu)選為明礬。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水解劑，其特征在于水溶性鈰鹽 選自硝酸鈰、硫酸鈰和氯化鈰，優(yōu)選為氯化鈰。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的水解劑，其特征在于分別以鋁 離子與鈰離子計(jì)，鋁鹽與鈰鹽的重量比為100∶3～100∶30，優(yōu)選為 100∶5～100∶10。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的水解劑，其特征在于含氟硼酸 根的廢水還含有氟離子。

　　6.一種處理含氟硼酸根廢水的方法，其特征在于向含氟硼酸根 廢水中加入權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的水解劑。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于以鋁離子計(jì)鋁鹽與 廢水中氟硼酸根的重量比為0.3∶1～1∶1，優(yōu)選為0.4∶1～0.6∶1。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于控制廢水為50～ 80℃時(shí)加入水解劑，水解時(shí)間為5分鐘～3小時(shí)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于含氟硼酸根 的廢水還含有氟離子。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于廢水中氟硼酸根濃 度為5000-10000mg/L;氟離子濃度為0-10000mg/L，優(yōu)選為>0mg/L， 更優(yōu)選為5000-10000mg/L。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求6-10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于用常規(guī)方 法進(jìn)一步處理權(quán)利要求6-10所得到的含氟離子的廢水，使氟離子以 沉淀的方式去除;優(yōu)選向權(quán)利要求6-10所得到的含氟離子的廢水中 加入Ca(OH)2或石灰乳，Ca(OH)2或石灰乳加入量以CaO計(jì)優(yōu)選為氟 離子的2～3倍(摩爾比)。

　　說明書

　　一種處理含氟硼酸根廢水的水解劑及其應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種處理含氟硼酸根廢水的水解劑及其應(yīng)用，特別是 一種處理含氟離子的氟硼酸根廢水的水解劑及其應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　氟硼酸為氟配位于硼的一種十分穩(wěn)定的化合物。由于氟硼酸鍍液 的均鍍能力好，沉積速度快，鍍液穩(wěn)定，含氟硼酸的電鍍已廣泛應(yīng)用 于印制電路板和汽車軸瓦，以及某些三元金屬的復(fù)合電鍍。生產(chǎn)過程 排放的電鍍廢水中含有大量的BF4-，它在水中會緩慢水解，水解過程 中釋放大量的F-，從而造成嚴(yán)重的氟污染。氟污染日益受到人們的關(guān) 注，若處理不當(dāng)，會對人體健康和水環(huán)境安全造成嚴(yán)重危害。隨著近 年電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以及國際環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)ISO14000在世界范圍 內(nèi)得到普遍的認(rèn)可，從根本上解決含氟硼酸根廢水的處理問題是液晶 顯示器等電子元件為代表的現(xiàn)代電子工業(yè)的一個(gè)重要的任務(wù)。

　　同時(shí)，近年來在石化行業(yè)中采用BF3作為催化劑的生產(chǎn)工藝中， 產(chǎn)生的廢水氟含量達(dá)到8000～12000mg/L，有的含氟廢水中還混有無 機(jī)酸或無機(jī)鹽等其它污染物，增加了處理難度。按照國家工業(yè)廢水排 放標(biāo)準(zhǔn)，其中氟離子濃度應(yīng)小于10mg/L;對于飲用水，則標(biāo)準(zhǔn)更高， 氟離子濃度要求在1mg/L以下。

　　含氟硼酸根廢水治理技術(shù)研究一直是國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域的重要課 題。近十年來，國內(nèi)外在含氟硼酸根廢水處理研究方面開展了大量工 作，在除氟的基礎(chǔ)理論及其除氟工藝、方法研究上取得了一些進(jìn)展。 含氟硼酸根廢水的處理方法有多種，但國內(nèi)外常用的方法總的可以分 成：化學(xué)水解法、鉀鹽沉淀法、離子交換法、吸附法和泡沫分離法等。

　　含氟硼酸根廢水處理較為現(xiàn)實(shí)和有效的方法是水解沉淀法，即將 BF4-分解放出F-，再采用處理游離氟的方法將F-去除�；瘜W(xué)方程式如 下：

　　HBF4+3H2O→H3BO3+4HF

　　一般按溫度條件可將水解法分為三種：加壓加熱分解法、常壓加 熱分解法、常壓常溫分解法。常壓加熱分解法即加入鋁鹽或鐵鹽進(jìn)行 處理的方法。

　　王雨澤等(BF4-廢水水解法實(shí)驗(yàn)，中國環(huán)境科學(xué)，1999，19(1)：56～58) 進(jìn)行了BF4-廢水水解法實(shí)驗(yàn)，研究了鋁鹽、鋁鹽和助水解劑對BF4-廢水的水解，指出采用鋁鹽和助水解劑可在常溫下使BF4-達(dá)到高效水 解，但其處理的廢水的BF4-濃度低且未披露水解劑是什么物質(zhì)。其另 外的缺點(diǎn)是采用鋁鹽做水解劑時(shí)用量較大，處理廢水的BF4-濃度低， 達(dá)到高水解率時(shí)水解時(shí)間長。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，在鋁鹽中混入少量可溶性鈰鹽可使廢水中氟硼 酸根水解更完全。此外，在含氟離子的氟硼酸根廢水中，由于含有高 濃度的氟離子，會影響氟硼酸根的水解，但在鋁鹽中混入少量可溶性 鈰鹽后，即使在高氟離子濃度下也可使氟硼酸根也能水解更完全。

　　本發(fā)明的目的在于提供一種處理含氟硼酸根廢水的水解劑，其是 由至少一種鋁鹽和至少一種水溶性鈰鹽組成。

　　本發(fā)明所述的鋁鹽選自明礬、氯化鋁或其水合物、硫酸鋁或其水 合物，優(yōu)選為明礬。

　　本發(fā)明所述的水溶性鈰鹽選自硝酸鈰、硫酸鈰和氯化鈰，優(yōu)選為 氯化鈰。

　　本發(fā)明所述的水解劑分別以鋁離子與鈰離子計(jì)，鋁鹽與鈰鹽的重 量比為100∶3～100∶30，優(yōu)選為100∶5～100∶10

　　本發(fā)明所述的水解劑不僅廢水中氟硼酸根水解更完全，還能使廢 水中氟硼酸根在含有氟離子、特別是高濃度氟離子的情況下水解更完 全。

　　本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種處理含氟硼酸根廢水的方法， 其特點(diǎn)在于向含氟硼酸根廢水中加入本發(fā)明所述的水解劑，即由至少 一種鋁鹽和至少一種可溶性鈰鹽組成的水解劑，所述的鋁鹽選自明 礬、氯化鋁或其水合物、硫酸鋁或其水合物，優(yōu)選為明礬;所述的可 溶性鈰鹽選自硝酸鈰、硫酸鈰和氯化鈰，優(yōu)選為氯化鈰。

　　其中，以鋁離子計(jì)鋁鹽與廢水中氟硼酸根量的重量比為 0.3∶1～1∶1，優(yōu)選為0.4∶1～0.6∶1。

　　在進(jìn)行水解時(shí)，控制廢水為50～80℃時(shí)加入水解劑，優(yōu)選在攪 拌下下加入水解劑，水解時(shí)間為5分鐘～3小時(shí)。

　　本發(fā)明的水解劑在處理同時(shí)含有氟離子和氟硼酸根的廢水時(shí)效 果也特別好、特別是高濃度氟離子的情況下也能使氟硼酸根水解更完 全。

　　本發(fā)明所述廢水中氟硼酸根濃度可以為5000-10000mg/L，氟離 子濃度可以為0-10000mg/L，優(yōu)選為5000-10000mg/L。

　　用本發(fā)明的水解劑處理廢水時(shí)，可以將兩類物質(zhì)混合后再加入廢 水中，也可同時(shí)或先后加入廢水中，還可以制成水溶液后再加入。

　　本發(fā)明的水解劑的優(yōu)點(diǎn)在于主水解劑鋁鹽易得、價(jià)格便宜，且對 環(huán)境無污染;水解劑中含有強(qiáng)化水解效果的助水解劑鈰鹽，使得水解 劑在水處理過程的適用范圍廣、應(yīng)用條件寬、水解時(shí)間短、水解效果 得到提高、水解劑的使用量減少、水解后水質(zhì)穩(wěn)定且無渣。該水解劑 不僅能應(yīng)用于石油化工行業(yè)的廢水處理方面，還可用于電鍍、有色金 屬等行業(yè)。

　　本發(fā)明的水解劑不僅適用于處理含氟硼酸根廢水，而且適用于處 理含有氟離子及氟硼酸根的廢水、特別是含有高濃度氟離子及氟硼酸 根的廢水，本發(fā)明的水解劑能使氟硼酸根在上述條件下水解更完全。

　　用本發(fā)明的水解劑處理含氟硼酸根廢水，一方面可以降低主水解 劑鋁鹽的用量，另一方面可以降低水解后廢水中氟硼酸根的濃度，為 后續(xù)處理提供有利條件，縮短后續(xù)處理流程。

　　用本發(fā)明的水解劑處理含氟硼酸根的廢水后，可用常規(guī)方法進(jìn)一 步處理所得到的含氟離子的廢水，使氟離子以沉淀的方式去除，如可 向所得到的含氟離子的廢水中加入Ca(OH)2或石灰乳，Ca(OH)2或石 灰乳加入量可以在很寬的范圍內(nèi)變化，只要使氟離子沉淀完全使水中 氟離子達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)即可，以CaO計(jì)Ca(OH)2或石灰乳的加入量優(yōu) 選為氟離子的2～3倍(摩爾比)。