一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，包括流化床反应器、废水槽、药剂箱和集水槽，流化床反应器包括配水区、反应区、过渡区和沉淀区；配水区与反应区之间设筛板，筛板上放置冰晶石晶种；配水区设进水口和进药口，含氟废水通过进水泵从进水口进入配水区，药剂通过进药泵从进药口进入配水区与含氟废水混合；沉淀区的上方设有出水口，出水口与集水槽连通。本实用新型专利技术采用流化床反应装置处理含氟废水制备冰晶石，利用诱导结晶原理和流化床方法，在沉淀反应体系中加入冰晶石晶种，将要去除的氟与可溶性钠盐及铝盐反应结晶沉积在晶种表面上，得到砂状冰晶石产品，产品含水率低，粒径较大，达到工业砂状冰晶石的质量要求。

A fluidized bed reaction preparation of sandy cryolite recovery of fluorine from wastewater system device

【技术实现步骤摘要】
一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置
本技术涉及工业废物资源化综合利用
，具体涉及一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置。
技术介绍
过量的氟会导致人体骨质疏松症，关节炎等疾病，会影响到植物的新陈代谢、光合作用、呼吸作用等。目前，国内外常用的除氟方法有沉淀法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、膜分离法和吸附法。这些方法虽具备较好的去除效果，但处理费用较高，且未利用其中的氟资源。冰晶石，也称氟铝酸钠，分子式为Na3AlF6，白色细小的结晶体。冰晶石可作冶炼金属铝的助熔剂，还可作农作物的杀虫剂，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。按其物理性质可分为砂状冰晶石、粒状冰晶石及粉状冰晶石。其中，砂状冰晶石较粒状及粉状冰晶石的优势在于：①熔点低，熔化速度快，可缩短进入正常工作状态的时间；②分子比可在较大的范围内调节，能适应电解槽不同时期对冰晶石分子比的不同要求；③含水份低，氟损失小；④颗粒状，流动性好，利于输送；⑤原料易得，生产成本低。通过投加可溶性钠盐及铝盐可以利用含氟废水制备冰晶石。然而，已有的研究大多把重心放在氟的回收率上，回收的冰晶石粒径小、含水率高，后续过程固液分离困难。因此如何从含氟废水中回收易于固液分离的、产品质量达到工业应用要求的、粒径较大的砂状冰晶石是亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的从含氟废水中制备冰晶石过程中出现的产品含水率过高、粒径过小以及固液分离较为困难等不足，提供一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，它采用诱导结晶为核心技术处理含氟废水得到砂状冰晶石。本技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，包括流化床反应器、废水槽、药剂箱和集水槽，所述流化床反应器包括从下至上依次设置的配水区、反应区、过渡区和沉淀区；所述配水区与反应区之间设有筛板，所述筛板上放置一定粒径的冰晶石晶种；所述配水区设有进水口和进药口，所述废水槽与进水口连通，所述废水槽与进水口之间设置进水泵，含氟废水通过所述进水泵从进水口进入配水区；所述药剂箱与进药口连通，所述药剂箱与进药口之间设置进药泵，药剂通过所述进药泵从进药口进入配水区与含氟废水混合；所述沉淀区的上方设有出水口，所述出水口与所述集水槽连通。上述方案中，所述反应区为等断面的中空柱体，所述反应区的一侧从下至上等间距设置第一取样口、第二取样口和第三取样口。上述方案中，所述过渡区的直径大于所述反应区的直径，所述过渡区与反应区之间通过锥面过渡连接。上述方案中，所述沉淀区的直径大于所述过渡区的直径，所述沉淀区与过渡区之间通过锥面过渡连接。上述方案中，所述沉淀区还设有回流出口，所述回流出口设于所述进水口的下方，所述配水区还设有回流入口，所述回流出口通过设有回流泵的回流管路与所述回流入口连通。上述方案中，所述回流管路上还设有第三流量计。上述方案中，所述流化床反应器与废水槽之间还设有第一流量计。上述方案中，所述流化床反应器与药剂箱之间还设有第二流量计。上述方案中，所述筛板上的孔径为1mm。本技术的有益效果在于：本技术采用流化床反应装置处理含氟废水制备砂状冰晶石(Na3AlF6)，利用诱导结晶原理和流化床方法，在沉淀反应体系中加入小粒径的冰晶石晶种，将要去除的氟与加入的可溶性钠盐、铝盐反应结晶沉积在晶种表面上，得到砂状冰晶石，产品含水率低，粒径较大，达到工业砂状冰晶石的质量要求。本技术合理、有效、经济地处理含氟废水，将氟资源制备成冰晶石产品，避免其进入水环境造成环境的污染，同时达到了工业废物资源化综合利用的目的。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置的结构示意图；图2是图1所示的流化床反应装置的流化床反应器的结构图。图中：10、流化床反应器；11、配水区；111、进水口；112、进药口；113、回流入口；12、反应区；121、第一取样口；122、第二取样口；123、第三取样口；13、过渡区；14、沉淀区；141、回流出口；142、出水口；15、筛板；20、废水槽；30、药剂箱；40、集水槽；50、进水泵；60、进药泵；70、回流泵；81、第一流量计；82、第二流量计；83、第三流量计。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。如图1-2所示，为本技术一较佳实施例的从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，包括流化床反应器10、废水槽20、药剂箱30和集水槽40。流化床反应器10包括从下至上依次设置的配水区11、反应区12、过渡区13和沉淀区14。配水区11与反应区12之间设有筛板15，筛板15上放置一定粒径的冰晶石晶种。配水区11设有进水口111和进药口112，废水槽20与进水口111连通，废水槽20与进水口111的连通管道上设置进水泵50，含氟废水通过进水泵50从进水口111进入配水区11。药剂箱30与进药口112连通，药剂箱30与进药口112的连通管道上设置进药泵60，药剂(可溶性钠盐、铝盐)通过进药泵60从进药口112进入配水区11。含氟废水和药剂在配水区11完全混合后再进入反应区12。沉淀区14的上方设有出水口142，出水口142与集水槽40连通。进一步优化，本实施例中，反应区12为等断面的中空柱体，反应区12的一侧从下至上等间距设置第一取样口121、第二取样口122和第三取样口123。含氟废水和药剂通过筛板15均匀地进入反应区12，进一步经过晶种诱导结晶的作用，在等断面柱体的反应区12内发生反应，从而使生成的冰晶石产品在晶种上进一步生长。反应生成的冰晶石产品呈流化状态，达到一定粒度即会沉淀下来。可以从第一取样口121、第二取样口122和第三取样口123取样检测不同粒径的冰晶石产品。进一步优化，本实施例中，过渡区13的直径大于反应区12的直径，过渡区13与反应区12之间通过锥面过渡连接。在过渡区13，由于流化床反应器10直径增大，会使流速降低，部分冰晶石晶种沉淀会回到反应区12，避免了晶种的损失。进一步优化，本实施例中，沉淀区14的直径大于过渡区13的直径，沉淀区14与过渡区13之间通过锥面过渡连接。沉淀区14的结构类似于沉淀池，由于直径进一步增大，流速再次降低，会使由过渡区13进入的细小冰晶石晶粒沿锥面沉淀分离出来，达到再次固液分离的目的，避免晶种溢出，出水更为澄清。进一步优化，本实施例中，沉淀区14还设有回流出口141，回流出口141设于进水口111的下方，配水区11还设有回流入口113，回流出口141通过设有回流泵70的回流管路与回流入口113连通。回流液从回流出口141通过回流泵70从流化床反应器10底部的回流入口113进入配水区11，进一步再通过筛板15进入反应区12，从而使反应区12内的晶种呈连续流化状态，延长了冰晶石晶种在流化床反应器10中的停留时间，保持流化床运行的稳定性。进一步优化，本实施例中，回流管路上还设有第三流量计83，第三流量计83设于回流出口141和回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，包括流化床反应器、废水槽、药剂箱和集水槽，其特征在于，所述流化床反应器包括从下至上依次设置的配水区、反应区、过渡区和沉淀区；所述配水区与反应区之间设有筛板，所述筛板上放置一定粒径的冰晶石晶种；所述配水区设有进水口和进药口，所述废水槽与进水口连通，所述废水槽与进水口之间设置进水泵，含氟废水通过所述进水泵从进水口进入配水区；所述药剂箱与进药口连通，所述药剂箱与进药口之间设置进药泵，药剂通过所述进药泵从进药口进入配水区与含氟废水混合；所述沉淀区的上方设有出水口，所述出水口与所述集水槽连通。

【技术特征摘要】
1.一种从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，包括流化床反应器、废水槽、药剂箱和集水槽，其特征在于，所述流化床反应器包括从下至上依次设置的配水区、反应区、过渡区和沉淀区；所述配水区与反应区之间设有筛板，所述筛板上放置一定粒径的冰晶石晶种；所述配水区设有进水口和进药口，所述废水槽与进水口连通，所述废水槽与进水口之间设置进水泵，含氟废水通过所述进水泵从进水口进入配水区；所述药剂箱与进药口连通，所述药剂箱与进药口之间设置进药泵，药剂通过所述进药泵从进药口进入配水区与含氟废水混合；所述沉淀区的上方设有出水口，所述出水口与所述集水槽连通。2.根据权利要求1所述的从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，其特征在于，所述反应区为等断面的中空柱体，所述反应区的一侧从下至上等间距设置第一取样口、第二取样口和第三取样口。3.根据权利要求1所述的从废水中回收氟制备砂状冰晶石的流化床反应装置，其特征在于，所述过渡区的直径大于所述反应区的直径，所述过渡区与反应区之间通过锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，李兰，田凌霄，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42