一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，包括：将氟硅酸钠法制冰晶石母液自然沉降后送入调节池中，搅拌下向调节池中加入氢氧化钙浆液，直至调节池中pH值为4‑6，静置沉淀，得到一级处理母液；将一级处理母液引入絮凝池中，搅拌条件下向絮凝池中加入絮凝剂，混匀后静置沉淀，得到二级处理母液；将二级处理母液引入吸附池后，加酸调节pH为3‑5，搅拌条件下加入吸附剂，混匀后静置沉淀，得到氟离子浓度≤0.5mg/L的处理液。本发明专利技术所述氟离子的处理方法，具有处理效率高，方法简单、成熟、实用且经济合理的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法
本专利技术涉及含氟废水处理
，尤其涉及一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法。
技术介绍
冰晶石主要用作炼铝的助溶剂，也可用作农作物杀虫剂，搪瓷乳白剂，玻璃和搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂，树脂橡胶的耐磨填充剂，还可用于铁合金和沸腾钢的生产。冰晶石有少量的天然矿床，目前世界上炼铝工业主要使用人造冰晶石，目前人造冰晶石工业化的生产方法主要有纯碱氟铝酸法、粘土盐卤法、氟硅酸钠生产冰晶石联产白炭黑等，这些方法尤其是硅酸钠生产冰晶石的母液中都包含高浓度含氟离子,若直接排放，会导致本地区地下水氟含量增大，影响饮用水质量。人们长期饮用高氟水会产生腹泻、氟骨病等中毒现象。因此，必须对其进行处理使之达标排放。传统含氟废水的处理一般用氢氧化钙沉淀法，使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀，来实现除去废水中氟的目的。该工艺简单方便，费用低，但是常用的氢氧化钙沉淀除氟法中生成的氟化钙沉淀会包裹在Ca(OH)2颗粒的表面，使之不能被充分利用，因此需要加入过量的Ca2+，但大量的钙盐混入污泥，不仅增加了污泥产量，而且降低了含氟污泥的纯度，同时处理后的废水中氟含量达20mg/L以上，很难达到国家排放标准。絮凝沉淀法处理废水过程中易生成非常细微的颗粒物，比重小、粘度大，沉淀过程中呈胶状，因而分离困难，不仅导致废水难以达标，而且产生的污泥含水率高，难以回收利用。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，具有处理效率高，方法简单、成熟、实用且经济合理的优点。本专利技术提出的一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，包括如下步骤：S1、将氟硅酸钠法制冰晶石母液自然沉降后送入调节池中，搅拌下向调节池中加入氢氧化钙浆液，直至调节池中pH值为4-6，静置沉淀，得到一级处理母液；S2、将S1得到的一级处理母液引入絮凝池中，搅拌条件下向絮凝池中加入絮凝剂，混匀后静置沉淀，得到二级处理母液；S3、将S2得到的二级处理母液引入吸附池后，加酸调节pH为3-5，搅拌条件下加入吸附剂，混匀后静置沉淀，得到氟离子浓度≤0.5mg/L的处理液；其中，所述吸附剂的制备工艺如下：将高岭土加水调制得到矿浆溶液，再加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌，静置后取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液，抽滤，得到纯化高岭土矿浆；将壳聚糖溶于醋酸溶液中，超声，加入所述纯化高岭土矿浆，加热搅拌反应，过滤，烘干，得到壳聚糖-高岭土复混物；将壳聚糖-高岭土复混物加水分散后，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，加热搅拌反应，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述吸附剂。优选地，将高岭土加水调制得到浓度20-30wt％的矿浆溶液，以高岭土为基准加入1.2-1.6wt％的六偏磷酸钠和0.4-0.8wt％的氢氧化钠，30-50℃水浴下搅拌0.5-1h，静置0.3-0.6h后取上层泥浆离心分离，烘干，在100-110℃下按照固液重量比1:1-3浸入浓度4-7mol/L的硫酸溶液中0.2-0.4h，抽滤，得到纯化高岭土矿浆。优选地，将质量为高岭土3-5倍的壳聚糖溶于0.5-1.5wt％的醋酸溶液中，超声20-40min，得到浓度为2-8wt％，pH为3-6的壳聚糖溶液，再加入所述纯化高岭土矿浆，在70-90℃下搅拌反应10-20h，过滤，水洗，烘干，得到壳聚糖-高岭土复混物。优选地，将壳聚糖-高岭土复混物加水分散后，以壳聚糖-高岭土复混物为基准加入1.5-3.5倍的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在75-85℃下搅拌反应15-25h，抽滤，在100-120℃下干燥1-3h，粉碎，过100-200目筛，得到所述吸附剂。优选地，S1中，搅拌条件下以0.5-1.5m/min的速率向调节池中加入浓度为15-20wt％的氢氧化钙浆液，混匀后控制调节池中pH值为5-6，静置沉淀6-8h。优选地，S2中，将S1得到的一级处理母液引入絮凝池中，搅拌条件下向絮凝池中加入由重量配比2-4:1的PFC和PAM组成的絮凝剂，混匀后静置沉淀20-24h；优选地，由PFC和PAM组成的絮凝剂的添加量为20-50mg/L，PAM为分子量为1700-1900万的阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。优选地，S3中，将S2得到的二级处理母液引入吸附池后，加酸调节pH为4-5，搅拌条件下加入吸附剂，升温至30-40℃后继续搅拌1-2h，静置沉淀；其中所述吸附剂的添加量为3-6g/L。本专利技术提出的氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法原理为：首先以Ca(OH)2作为除氟剂，对废水中大量的F-、少量的酸和金属杂质(如Pb2+、Cu2+等)进行反应而形成沉淀；此后经过絮凝处理后使一级处理后的母液中的CaF2进一步沉淀，从进一步使水相中的氟含量减少，最终降至15mg/L以下，为后续吸附法的深度处理废水提供条件；此后利用廉价的高岭土、壳聚糖以及季铵盐反应得到一种高效吸附剂，所述吸附剂一方面本身具有巨大的内外表面积，具有很强的吸附能力，另一方面其上具有带正电荷季铵基团，与带负电荷的氟离子之间依靠正、负电荷的相互吸引而结合，在酸性条件下(pH为3-5)废水中的氟离子被很好的吸附，氟离子的去除率可达98％以上，处理后氟的剩余浓度降低至0.5mg/L以下，而且所述吸附剂与目前常用的粉末或颗粒状活性炭纤维相比，具有吸附容量大、吸附和解吸速率快、再生条件温和等特点。本专利技术所述吸附剂制备工艺中，先对高岭土进行提纯、酸浸，一方面可将高岭土中分布于通道中的杂质除去，使孔道得到疏通；另一方面对高岭土中铁、铝、镁、钙等离子溶出，使高岭土变成有许多孔洞的骨架，由此形成足够的骨架强度和较大的孔容积的结构，这种结构既有利于吸附质分子的扩散，又增强了电负性，使高岭土具有很强的吸附能力，可以对废水中的小分子杂质进行有效吸附；此后对高岭土用壳聚糖进行改性，高岭土可以吸附阳离子，与此同时，壳聚糖在酸性溶液中带正电荷，该经酸处理后的壳聚糖可以负载在高岭土上，制成固体吸附剂；再与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化反应后，得到季铵化壳聚糖-高岭土复混物，由于壳聚糖-高岭土复混物表面带上正电荷,而废水中的氟以带负电形式的F-存在，正负相吸大大提高了改性高岭土对水中F-的去除率；同时壳聚糖改性使得高岭土表面更加凹凸不平,高岭土灰土部分包裹在高岭土表面,甚至有一部分进入高岭土灰的孔隙内部,使高岭土表面呈疏松网络结构，比表面积成倍增大,亲水性也增强，故而高岭土本身反过来起到了助凝剂的作用，有利于絮体的增大和沉降，处理后的废水在较短的时间内达到澄清。因此改性高岭土吸附剂大大提高了对氟离子的吸附容量和选择性，同时原料来源广泛，制备工艺简单，吸附容量高，除氟效率高，从而大大降低成本。本专利技术中对氟硅酸钠法制冰晶石母液依次通过钙盐沉淀法、絮凝法去除含氟废水中的大量氟离子，最后通过吸附法对含氟废水进行深度处理，以达到连续化处理含氟离子母液的目的，整个处理工艺简单、成熟、实用且经济合理。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，包括如下步骤：S1、将氟硅酸钠法制冰晶石母液自然沉降后送入调节池中，搅拌条件下以0.5m/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将氟硅酸钠法制冰晶石母液自然沉降后送入调节池中，搅拌下向调节池中加入氢氧化钙浆液，直至调节池中pH值为4‑6，静置沉淀，得到一级处理母液；S2、将S1得到的一级处理母液引入絮凝池中，搅拌条件下向絮凝池中加入絮凝剂，混匀后静置沉淀，得到二级处理母液；S3、将S2得到的二级处理母液引入吸附池后，加酸调节pH为3‑5，搅拌条件下加入吸附剂，混匀后静置沉淀，得到氟离子浓度≤0.5mg/L的处理液；其中，所述吸附剂的制备工艺如下：将高岭土加水调制得到矿浆溶液，再加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌，静置后取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液，抽滤，得到纯化高岭土矿浆；将壳聚糖溶于醋酸溶液中，超声，加入所述纯化高岭土矿浆，加热搅拌反应，过滤，烘干，得到壳聚糖‑高岭土复混物；将壳聚糖‑高岭土复混物加水分散后，加入3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵，加热搅拌反应，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将氟硅酸钠法制冰晶石母液自然沉降后送入调节池中，搅拌下向调节池中加入氢氧化钙浆液，直至调节池中pH值为4-6，静置沉淀，得到一级处理母液；S2、将S1得到的一级处理母液引入絮凝池中，搅拌条件下向絮凝池中加入絮凝剂，混匀后静置沉淀，得到二级处理母液；S3、将S2得到的二级处理母液引入吸附池后，加酸调节pH为3-5，搅拌条件下加入吸附剂，混匀后静置沉淀，得到氟离子浓度≤0.5mg/L的处理液；其中，所述吸附剂的制备工艺如下：将高岭土加水调制得到矿浆溶液，再加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌，静置后取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液，抽滤，得到纯化高岭土矿浆；将壳聚糖溶于醋酸溶液中，超声，加入所述纯化高岭土矿浆，加热搅拌反应，过滤，烘干，得到壳聚糖-高岭土复混物；将壳聚糖-高岭土复混物加水分散后，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，加热搅拌反应，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述吸附剂。2.根据权利要求1所述氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，其特征在于，将高岭土加水调制得到浓度20-30wt％的矿浆溶液，以高岭土为基准加入1.2-1.6wt％的六偏磷酸钠和0.4-0.8wt％的氢氧化钠，30-50℃水浴下搅拌0.5-1h，静置0.3-0.6h后取上层泥浆离心分离，烘干，在100-110℃下按照固液重量比1:1-3浸入浓度4-7mol/L的硫酸溶液中0.2-0.4h，抽滤，得到纯化高岭土矿浆。3.根据权利要求2所述氟硅酸钠法制冰晶石母液中氟离子的处理方法，其特征在于，将质量为高岭土3-5倍的壳聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉宽，
申请(专利权)人：锦洋高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34