公布日：2022.01.11
申請日：2021.10.18
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C01F7/54(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置、回收裝置及回收工藝，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用誘導(dǎo)結(jié)晶的原理，采用鋁酸鈉溶液和堿溶液為沉淀劑，與廢水中的氟進行連續(xù)反應(yīng)，采用一體化結(jié)晶反應(yīng)器，使得反應(yīng)過程與誘導(dǎo)結(jié)晶過程在同一個反應(yīng)器中完成，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的細小冰晶石作為晶種，自誘導(dǎo)產(chǎn)生砂狀冰晶石進行回收。通過改變鋁酸鈉溶液與氫氧化鈉的配比，實現(xiàn)回收冰晶石分子比及粒徑的控制。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶過程分離導(dǎo)致冰晶石回收含水率高、粒徑小等技術(shù)難題。經(jīng)本發(fā)明的方法處理，回收的冰晶石粒徑大、含水率低，產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準。
權(quán)利要求書
1.一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，其特征在于，包括外筒(7)、內(nèi)筒(8)和回流管(11)；外筒(7)套設(shè)于內(nèi)筒(8)的外部，外筒(7)的底部密封設(shè)置，形成沉淀區(qū)(7~1)；內(nèi)筒(8)空腔內(nèi)形成反應(yīng)區(qū)(8~1)，所述反應(yīng)區(qū)(8~1)對應(yīng)連通設(shè)置于沉淀區(qū)(7~1)的上方；內(nèi)筒(8)的頂部設(shè)置有加藥管(5)和進水管(6)連通至反應(yīng)區(qū)(8~1)，所述外筒(7)內(nèi)的底部，內(nèi)筒(8)的底部與外筒(7)之間設(shè)置有連通部(13)，外筒(7)與內(nèi)筒(8)之間形成外流通道(14)，連通部(13)將反應(yīng)區(qū)(8~1)與外流通道(14)之間進行連通；外流通道(14)的頂部設(shè)置有出水管(9)，出水管(9)用于外流通道(14)頂部的出水；所述回流管(11)的回流入口(11~1)設(shè)置于反應(yīng)區(qū)(8~1)底部位置，回流管(11)的回流出口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)(8~1)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)區(qū)(8~1)內(nèi)設(shè)置有攪拌器(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，其特征在于，所述外流通道(14)頂部的外筒(7)上設(shè)置有出水堰(12)，所述出水堰(12)相對于外筒(7)的外側(cè)設(shè)置有出水管(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，其特征在于，所述沉淀區(qū)(7~1)的底部設(shè)置有放料管(10)。
5.一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收裝置，其特征在于，包括加藥罐、反應(yīng)裝置(3)和集水箱(4)，所述反應(yīng)裝置(3)為權(quán)利要求1～4任一項所述的反應(yīng)裝置；所述加藥罐通過管道與反應(yīng)裝置(3)的加藥管(5)相連，集水箱(4)通過管道與反應(yīng)裝置(3)的進水管(6)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收裝置，其特征在于，所述加藥罐包括第一加藥罐(1)和第二加藥罐(2)，第一加藥罐(1)和第二加藥罐(2)分別通過管道與反應(yīng)裝置(3)的進水管(6)相連。
7.一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收工藝，其特征在于，工藝中使用的反應(yīng)裝置為權(quán)利要求1～4任一項所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，先將含氟廢水、鋁酸鈉溶液和堿溶液通入至反應(yīng)區(qū)(8~1)內(nèi)進行反應(yīng)，使回流管(11)開始工作，將反應(yīng)區(qū)(8~1)底部的冰晶石通過回流管(11)回流至反應(yīng)區(qū)(8~1)的上部進行誘導(dǎo)結(jié)晶，對沉淀至沉淀區(qū)(7~1)的冰晶石進行回收；含氟廢水處理后由外流通道(14)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要去7所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收工藝，其特征在于，通過堿溶液的加入量控制反應(yīng)區(qū)(8~1)內(nèi)的溶液pH值在2～6。
9.根據(jù)權(quán)利要去7所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收工藝，其特征在于，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液，反應(yīng)區(qū)(8~1)內(nèi)的溶液中Na:Al摩爾比為2.8～3.5。
10.根據(jù)權(quán)利要去7所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收工藝，其特征在于，所述含氟廢水的加入流量與回流管(11)中回流流量之比為1:(0.8～1.2)；和/或反應(yīng)體系中固液比大于30％±1％時，對沉淀區(qū)(7~1)中的沉淀物進行放料，放料至反應(yīng)體系中固液比為10％±0.5％為止。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)含氟廢水回收砂狀冰晶石品質(zhì)較差的技術(shù)問題，提供了一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置、回收裝置及回收工藝，通過回收反應(yīng)裝置中反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)以及回流管的合理布置，改善上述的技術(shù)問題。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為
本發(fā)明的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，包括外筒、內(nèi)筒和回流管；外筒套設(shè)于內(nèi)筒的外部，外筒的底部密封設(shè)置，形成沉淀區(qū)；內(nèi)筒空腔內(nèi)形成反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)對應(yīng)連通設(shè)置于沉淀區(qū)的上方；內(nèi)筒的頂部設(shè)置有加藥管和進水管連通至反應(yīng)區(qū)，所述外筒內(nèi)的底部，內(nèi)筒的底部與外筒之間設(shè)置有連通部，外筒與內(nèi)筒之間形成外流通道，連通部將反應(yīng)區(qū)與外流通道之間進行連通；外流通道的頂部設(shè)置有出水管，出水管用于外流通道頂部的出水；所述回流管的回流入口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)底部位置，回流管的回流出口設(shè)置于反應(yīng)區(qū)的上部；通過上述的反應(yīng)裝置，在反應(yīng)區(qū)中可以進行穩(wěn)定的反應(yīng)，并且通過將反應(yīng)區(qū)底部位置所形成的較小粒度的晶粒通過回流管回流至反應(yīng)區(qū)的上部，使其作為晶核在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行誘導(dǎo)結(jié)晶，使得反應(yīng)過程與誘導(dǎo)結(jié)晶過程在同一個反應(yīng)器中完成，有利于最終回收粒徑大、含水率低的冰晶石。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器的設(shè)置有利于反應(yīng)區(qū)內(nèi)的充分反應(yīng)，并且攪拌器有利于優(yōu)化反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)體系中結(jié)晶分布狀態(tài)，有利于回收后的冰晶石具有較好的性質(zhì)。
優(yōu)選地，所述外流通道頂部的外筒上設(shè)置有出水堰，所述出水堰相對于外筒的外側(cè)設(shè)置有出水管。
優(yōu)選地，所述沉淀區(qū)的底部設(shè)置有放料管。
本發(fā)明的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收裝置，包括加藥罐、反應(yīng)裝置和集水箱，所述反應(yīng)裝置為上述的反應(yīng)裝置；所述加藥罐通過管道與反應(yīng)裝置的加藥管相連，集水箱通過管道與反應(yīng)裝置的進水管相連。
優(yōu)選地，所述加藥罐包括第一加藥罐和第二加藥罐，第一加藥罐和第二加藥罐分別通過管道與反應(yīng)裝置的進水管相連。
本發(fā)明的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收工藝，工藝中使用的反應(yīng)裝置為權(quán)利要求1～4任一項所述的一種含氟廢水中砂狀冰晶石回收反應(yīng)裝置，先將含氟廢水、鋁酸鈉溶液和堿溶液通入至反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行反應(yīng)，使回流管開始工作，將反應(yīng)區(qū)底部的冰晶石通過回流管回流至反應(yīng)區(qū)的上部進行誘導(dǎo)結(jié)晶，對沉淀至沉淀區(qū)的冰晶石進行回收；含氟廢水處理后由外流通道排出。
優(yōu)選地，通過堿溶液的加入量控制反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溶液pH值在2～6。
優(yōu)選地，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溶液中Na:Al摩爾比為2.8～3.5，通過改變鋁酸鈉溶液與氫氧化鈉的配比，實現(xiàn)回收冰晶石具有較好地分子比及粒徑。
優(yōu)選地，所述含氟廢水的加入流量與回流管中回流流量之比為1:。
優(yōu)選地，反應(yīng)體系中固液比大30％±1％時，對沉淀區(qū)中的沉淀物進行放料，放料至反應(yīng)體系中固液比為10％±0.5％為止。
本發(fā)明中，利用誘導(dǎo)結(jié)晶的原理，采用鋁酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液為沉淀劑，與廢水中的氟進行連續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的結(jié)晶物作為晶種，自誘導(dǎo)產(chǎn)生砂狀冰晶石進行回收。進一步地通過改變鋁酸鈉溶液與堿液的配比，實現(xiàn)回收冰晶石分子比及粒徑的控制。本發(fā)明反應(yīng)器采用一體化設(shè)計，使得反應(yīng)過程與誘導(dǎo)結(jié)晶過程在同一個反應(yīng)器中完成，克服了傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶過程分離導(dǎo)致冰晶石回收含水率高、粒徑小等技術(shù)難題。回收的冰晶石粒徑大、含水率低，產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準；可以實現(xiàn)含氟廢水如光伏廢水中氟資源的回收，且回收的冰晶石粒徑大、含水率低，產(chǎn)品質(zhì)量達到國家標準，可適用于不同濃度的含氟廢水。
（發(fā)明人：杜虎;田遠松;劉自成;楊峰;戴建軍）
