公布日：2022.03.08
申請日：2021.07.29
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C01F11/24(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，屬于電解鋁廢棄物處理技術(shù)領域，方法如下：(1)一級沉氟，并產(chǎn)出氟化鈣產(chǎn)品；(2)二級沉氟；(3)機械活化；(4)深度沉氟；(5)中和吸附；(6)吸附劑制備；(7)深度吸附。本發(fā)明通過對鋁電解大修渣濕法處理產(chǎn)出的含氟廢水進行多級沉氟和吸附，深度脫除廢水中的氟離子，使處理后的廢水滿足后續(xù)膜處理、蒸發(fā)結(jié)晶鹽回收或外排的含氟指標要求，氟資源也得到回收，產(chǎn)出高品質(zhì)的氟化鈣產(chǎn)品。
權(quán)利要求書
1.一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)一級沉氟：將大修渣濕法處理廢水放入一級沉氟反應槽，加入鈣劑，進行一級沉氟反應，反應一定時間，經(jīng)固液分離得到氟化鈣產(chǎn)品和一級沉氟后液；(2)二級沉氟：將步驟(1)產(chǎn)出的所述一級沉氟后液放入二級沉氟反應槽，加入鈣劑，進行二級沉氟反應，經(jīng)固液分離得到粗氟化鈣和二級沉氟后液；(3)機械活化：將步驟(2)產(chǎn)出的所述粗氟化鈣漿化，所得漿液加入濕式磨粉設備磨粉和機械活化，固液分離得到粗氟化鈣漿液和含鈣清液；(4)深度沉氟：將步驟(3)產(chǎn)出的所述含鈣清液加入到步驟(2)產(chǎn)出的所述二級沉氟后液中，然后加入無機酸，調(diào)節(jié)pH，攪拌反應一定時間，最后加入氟化鈣晶種，進行深度沉氟反應，再經(jīng)固液分離得到高純氟化鈣和深度沉氟后液；(5)中和吸附：在步驟(4)得到的所述深度沉氟后液中加入無機酸，調(diào)節(jié)pH值，絮凝沉降，經(jīng)固液分離得到載氟氫氧化鋁和中和吸附后液；(6)深度吸附：在步驟(5)得到的所述中和吸附后液中加入無機酸，調(diào)節(jié)pH值，加入自制吸附劑，絮凝沉降，固液分離得到載氟氫氧化鋁和深度除氟廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述鈣劑為步驟(3)產(chǎn)出的粗氟化鈣漿液，所述鈣劑含鈣與廢水氟離子的摩爾比為(0.2-0.5)：1，反應時間為0.5-3.0h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(2)中，所述鈣劑為氫氧化鈣、氧化鈣、氯化鈣、硫酸鈣、步驟(3)產(chǎn)出的粗氟化鈣漿液中的一種或多種，所述鈣劑含鈣與一級沉氟后液氟離子的摩爾比為(0.2-1.0)：1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(3)中，所述粗氟化鈣漿化時的液固比為(2-10)：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(4)中，所述含鈣清液中的鈣離子和二級沉氟后液中的氟的摩爾比為1：(1-2)，攪拌反應時間為20-60min，調(diào)節(jié)所述pH至9.0-12.2，所述氟化鈣晶核投加量為所述二級沉氟后液總體積的0.1-0.3kg/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(5)中，調(diào)節(jié)所述pH至8.0-9.0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(4)、步驟(5)、步驟(6)中，所述無機酸為鹽酸、硝酸中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(5)和步驟(6)中，所述絮凝沉降為添加聚合硫酸鋁和聚丙烯酰胺進行絮凝沉降。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，在步驟(6)中，調(diào)節(jié)所述pH至7.0-8.0，所述自制吸附劑為氫氧化鋁吸附劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，其特征在于，所述氫氧化鋁吸附劑的制備方法為：以硫酸鋁和NaOH為原料，在溶液狀態(tài)下反應，固液分離后得到氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體經(jīng)50-95℃真空干燥后，得到氫氧化鋁吸附劑。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，低成本、高效處理鋁電解槽大修渣濕法處理廢水。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種鋁電解槽大修渣濕法處理廢水的深度除氟工藝，包括以下步驟：
(1)一級沉氟：將大修渣濕法處理廢水放入一級沉氟反應槽，加入鈣劑，進行一級沉氟反應，反應一定時間，經(jīng)固液分離得到氟化鈣產(chǎn)品和一級沉氟后液；
(2)二級沉氟：將步驟(1)產(chǎn)出的所述一級沉氟后液放入二級沉氟反應槽，加入鈣劑，進行二級沉氟反應，經(jīng)固液分離得到粗氟化鈣和二級沉氟后液；
(3)機械活化：將步驟(2)產(chǎn)出的所述粗氟化鈣漿化，所得漿液加入濕式磨粉設備磨粉和機械活化，固液分離得到含過量鈣劑的粗氟化鈣漿液和含鈣清液；
(4)深度沉氟：將步驟(3)產(chǎn)出的所述含鈣清液加入到步驟(2)產(chǎn)出的所述二級沉氟后液中，然后加入無機酸中和未溶解的氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH，攪拌反應一定時間，最后加入氟化鈣晶種，進行深度沉氟反應，再經(jīng)固液分離得到高純氟化鈣和深度沉氟后液；
(5)中和吸附：在步驟(4)得到的所述深度沉氟后液中加入無機酸，調(diào)節(jié)pH值，廢水中的AlO2-與無機酸反應生成具有吸附氟離子能力的氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體吸附深度沉氟后液中的氟離子，絮凝沉降，經(jīng)固液分離得到載氟氫氧化鋁和中和吸附后液；
(6)深度吸附：在步驟(5)得到的所述中和吸附后液中加入無機酸，調(diào)節(jié)pH值，加入自制吸附劑，絮凝沉降，固液分離得到載氟氫氧化鋁和低氟離子濃度的深度除氟廢水。
進一步地，在步驟(1)中，所述鈣劑為步驟(3)產(chǎn)出的粗氟化鈣漿液，所述鈣劑含鈣與廢水氟離子的摩爾比為(0.2-0.5)：1，反應時間為0.5-3.0h。
進一步地，在步驟(2)中，所述鈣劑為氫氧化鈣、氧化鈣、氯化鈣、硫酸鈣、步驟(3)產(chǎn)出的粗氟化鈣漿液中的一種或多種，所述鈣劑含鈣與一級沉氟后液氟離子的摩爾比為(0.2-1.0)：1。
進一步地，在步驟(3)中，所述粗氟化鈣漿化時的液固比為(2-10)：1。
進一步地，在步驟(4)中，所述含鈣清液中的鈣離子和二級沉氟后液中的氟的摩爾比為1：(1-2)，攪拌反應時間為20-60min，調(diào)節(jié)所述pH至9.0-12.2，所述氟化鈣晶核投加量為所述二級沉氟后液總體積的0.1-0.3kg/m3。
進一步地，在步驟(5)中，調(diào)節(jié)所述pH至8.0-9.0。
進一步地，在步驟(4)、步驟(5)、步驟(6)中，所述無機酸為鹽酸、硝酸中的一種或兩種。
進一步地，在步驟(5)和步驟(6)中，所述絮凝沉降為添加聚合硫酸鋁(PAS)和聚丙烯酰胺(PAM)進行絮凝沉降。
進一步地，在步驟(6)中，所述自制吸附劑為氫氧化鋁吸附劑，調(diào)節(jié)所述pH至7.0-8.0。
進一步地，所述氫氧化鋁吸附劑的制備方法為：以硫酸鋁和NaOH為原料，在溶液狀態(tài)下反應，固液分離后得到氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體經(jīng)50-95℃真空干燥后，得到氫氧化鋁吸附劑。
綜上所述，由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
1、沉氟劑利用率高：本發(fā)明對包裹過剩鈣劑的粗氟化鈣進行機械活化返回一級沉氟及二級沉氟，大幅度提高了沉氟劑的利用率；
2、氟化鈣產(chǎn)品質(zhì)量高：本發(fā)明中，包裹過剩鈣劑的粗氟化鈣經(jīng)機械活化后，返回沉氟，降低了產(chǎn)品中殘余的鈣劑，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；本發(fā)明還利用含鈣清液深度沉氟，產(chǎn)出低雜質(zhì)含量的高純氟化鈣；
3、廢水中的鋁成分得到回收利用：深度除氟后的廢水通過調(diào)節(jié)pH值產(chǎn)生氫氧化鋁膠體回收，且通過產(chǎn)生的氫氧化鋁吸附氟離子，回收和利用了鋁資源；
4、經(jīng)本工藝處理后廢水含氟低：本發(fā)明通過多級沉氟和多級吸附，處理后廢水氟離子濃度降低到5mg/L以下，處理后廢水氟含量低且指標穩(wěn)定。
（發(fā)明人：楊崎峰;林宏飛;杜建嘉;周郁文;丘能;譚�。�
