一种石墨废水零排放综合利用处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，属于环保技术领域，提供了一种天然鳞片石墨精矿开采时氢氟酸法提纯石墨产生废水的资源化解决方案。本发明专利技术在沉淀中和法的基础上，将预处理后的高盐水经电渗析进行浓缩，然后浓缩浓水经双极膜电渗析制酸碱，所得到的酸可回到前端进行石墨酸浸、碱用于重金属离子的沉淀，也可用于离子交换树脂的清洗。本发明专利技术整个工艺段仅产生固废和少量树脂洗水，解决了现有直排对环境危害大、高盐废水的污染问题，同时做到产生的酸、碱回用到前段工艺，降低生产成本，达到清洁生产和循环经济的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨废水零排放综合利用处理工艺
本专利技术涉及一种石墨废水零排放并综合利用的
，属于环保

技术介绍
石墨是一种常见且常用的非金属材料，颜色呈黑色，它可用于铅笔芯、墨水、墨汁；石墨导电，可用于电加工机床的电极；同时，石墨材料熔点高，易于脱模，可用作提炼黄金的模具；石墨是一种结晶型碳，相对密度较低，为2.1～2.3，熔点高，为3850±50℃，具有耐高温与很强的耐急冷急热性，同时，石墨有足够的机械强度和耐冲击性能，在航天产品的燃烧室运用十分广泛。石墨晶体属六方晶系，由于层面间结合力较弱，内部气孔率大、性脆、抗拉强度低，石墨材料易于切削，机械加工性能良好。而石墨在生产制造过程中会对环境造成一定的污染，主要包括水污染和大气粉尘污染；其中水污染主要是石墨车间产生的洗碱废水、酸浸出废水、洗酸废水、石墨沉淀物、车间清洗废水。这些石墨废水主要特点是：废水中包含酸碱性物质及少量金属离子，不仅浓度高并且成分较为复杂，其危害性比较大，属于国家严格控制的一类工业污染物，这类废水对周围的生态环境造成严重的影响。现有石墨废水处理工艺大多是将废水进行沉淀中和、氧化过滤，而后直接排放，这种处理方式虽然能降低污染指标，但废水中含有的高浓度盐水会造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有直排对环境危害大、高盐废水的污染问题，同时做到产生的酸、碱回用到前端工艺，降低生产成本，达到清洁生产和循环经济的目的。本专利技术的目的在于提供一种石墨废水零排放并综合利用的新工艺，具体为天然鳞片石墨精矿等通过氢氟酸法提纯石墨产生的废水零排放综合处理工艺，该工艺通过电渗析将经预处理后的高盐废水进行浓缩，然后利用双极膜电渗析对浓缩后的高盐水进行转化，得到相应的酸和碱，再进行回收利用，以此实现资源化。为实现该专利技术目的，本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，所述石墨废水为氢氟酸法提纯石墨产生的废水，废水中含有钙、镁、铁和氟元素，该处理工艺包括如下步骤：S1、向石墨废水中加入碱进行除硬软化，再向软化后的石墨废水中加入氧化钙进行除氟处理，然后使用碳酸盐对除氟后的石墨废水进行化学法除钙，过滤除去沉淀后再用离子交换树脂对石墨废水中残留的重金属离子进行去除；S2、对S1处理后所得的石墨废水加酸，调节其pH至酸性或弱酸性；S3、对S2处理后所得的石墨废水进行电渗析浓缩，得到浓盐水；S4、将S3中所得的浓盐水经双极膜电渗析得到相应的酸和碱，回用至前端工序中。作为优选，所述石墨废水为天然鳞片石墨精矿氢氟酸法提纯石墨产生的废水；废水主要无机盐成分为氯化钠、硫酸钠或硝酸钠中的一种或几种。作为优选，所述S1中，碳酸盐为碳酸钠，优选为固体碳酸钠或碳酸钠溶液。进一步的，碳酸钠为分析纯无水碳酸钠。作为优选，所述S1中，过滤为微滤或超滤中的至少一种。作为优选，所述S1中，离子交换树脂为螯合树脂，其活性基团为亚甲基二乙氨基或氨基磷酸基中的至少一种，其可被置换的游离态离子为钠离子。作为优选，所述S2中，调pH所用酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或几种。作为优选，所述S3中，所述电渗析优选为均相膜电渗析；电渗析所用的离子交换膜材料优选为PES、PVC、PE、PS、PP中的一种或几种；电渗析工艺中加在离子交换膜上的电流密度优选为200～1000A/m2，进一步优选为400～800A/m2。作为优选，所述S3中电渗析工艺所得淡盐水以及S4中双极膜电渗析工艺所得淡盐水均通过反渗透浓缩为浓水，并重新与S2处理后所得的石墨废水合并进行电渗析浓缩。作为优选，所述S3中，电渗析工艺所得浓盐水浓度为80～200g/L，所得淡盐水浓度为5～20g/L。进一步的，电渗析工艺所得浓盐水浓度为100～150g/L。作为优选，所述S4中，双极膜电渗析工艺所得酸浓度为36.5～122.5g/L、碱浓度为40～100g/L，所得淡盐水浓度为10～40g/L。进一步的，双极膜电渗析工艺所得到的酸、碱溶液纯度＞99％双极膜电渗析所得到的酸、碱溶液中H+和OH-浓度为1.5～2.5mol/L。作为优选，S3中的电渗析工艺以及S4中的双极膜电渗析工艺运行时，物料温度控制在25～40℃。本专利技术在沉淀中和法的基础上，将预处理后的高盐水经电渗析进行浓缩，然后浓缩浓水经双极膜电渗析制酸碱，所得到的酸可回到前端进行石墨酸浸、碱用于重金属离子的沉淀，也可用于离子交换树脂的清洗。本专利技术整个工艺段仅产生固废和少量树脂洗水，解决了现有直排对环境危害大、高盐废水的污染问题，同时做到产生的酸、碱回用到前段工艺，降低生产成本，达到清洁生产和循环经济的目的。附图说明图1为本专利技术石墨废水的零排放综合利用处理工艺的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述说明。参见图1所示，在本专利技术中提供了一种石墨废水的零排放综合利用处理工艺，具体为氢氟酸法提纯石墨产生的废水零排放综合处理工艺，此类废水中含钙、镁、铁、氟等元素，该工艺方法包括如下步骤：S1、软化：首先向石墨废水中加入液碱进行除硬软化，在该过程中会产生重金属氢氧化物沉淀；再向软化后的石墨废水中加入氧化钙进行除氟处理，在该过程中会产生氟化钙沉淀；然后使用碳酸盐对除氟后的石墨废水进行化学法除钙，在该过程中会产生碳酸钙沉淀。过滤除去石墨废水中的沉淀后，再用离子交换树脂对石墨废水中残留的重金属离子进行去除。此步骤中，液碱可以是氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等。碳酸盐可以是固体碳酸钠或碳酸钠溶液。此步骤中，所用的离子交换树脂为螯合树脂，其活性基团为亚甲基二乙氨基或氨基磷酸基中的至少一种，其可被置换的游离态离子为钠离子。此步骤中，过滤为微滤或超滤中的至少一种。该沉淀的过滤过程可以一并进行，也可以分步进行，不做限定。S2、调pH：对S1处理后所得的石墨废水加酸，调节其pH至酸性或弱酸性。调pH所用酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或几种。S3、电渗析工艺：对S2处理后所得的石墨废水进行电渗析浓缩，得到浓盐水。此处的电渗析可采用均相膜电渗析，所用的离子交换膜材料优选为PES、PVC、PE、PS、PP中的一种或几种，电渗析工艺中加在离子交换膜上的电流密度优选为200～1000A/m2，具体根据实际工艺优化。当然除了均相膜电渗析设备之外，亦可采用其他电渗析设备。S4、双极膜电渗析工艺：将S3中所得的浓盐水经双极膜电渗析得到相应的酸和碱，回用至前端工序中。其中，所得到的酸可回到前端进行石墨酸浸，而碱用于重金属离子的沉淀，也可用于离子交换树脂的清洗。另外，为了对S3中电渗析工艺所得淡盐水以及S4中双极膜电渗析工艺所得淡盐水进行进一步处理，可将其通过反渗透浓缩为浓水，并重新与S2处理后所得的石墨废水合并进行电渗析浓缩。本专利技术中通过均相膜与双极膜电渗析联用工艺对石墨废水进行处理，仅在再生树脂阶段产生少量废水，解决了现有直排对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，所述石墨废水为氢氟酸法提纯石墨产生的废水，废水中含有钙、镁、铁和氟元素，其特征在于，处理工艺包括如下步骤：/nS1、向石墨废水中加入碱进行除硬软化，再向软化后的石墨废水中加入氧化钙进行除氟处理，然后使用碳酸盐对除氟后的石墨废水进行化学法除钙，过滤除去沉淀后再用离子交换树脂对石墨废水中残留的重金属离子进行去除；/nS2、对S1处理后所得的石墨废水加酸，调节其pH至酸性或弱酸性；/nS3、对S2处理后所得的石墨废水进行电渗析浓缩，得到浓盐水；/nS4、将S3中所得的浓盐水经双极膜电渗析得到相应的酸和碱，回用至前端工序中。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，所述石墨废水为氢氟酸法提纯石墨产生的废水，废水中含有钙、镁、铁和氟元素，其特征在于，处理工艺包括如下步骤：
S1、向石墨废水中加入碱进行除硬软化，再向软化后的石墨废水中加入氧化钙进行除氟处理，然后使用碳酸盐对除氟后的石墨废水进行化学法除钙，过滤除去沉淀后再用离子交换树脂对石墨废水中残留的重金属离子进行去除；
S2、对S1处理后所得的石墨废水加酸，调节其pH至酸性或弱酸性；
S3、对S2处理后所得的石墨废水进行电渗析浓缩，得到浓盐水；
S4、将S3中所得的浓盐水经双极膜电渗析得到相应的酸和碱，回用至前端工序中。


2.根据权利要求1所述的石墨废水零排放综合利用处理工艺，其特征在于，所述石墨废水为天然鳞片石墨精矿氢氟酸法提纯石墨产生的废水；废水主要无机盐成分为氯化钠、硫酸钠或硝酸钠中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的石墨废水零排放综合利用处理工艺，其特征在于，所述S1中，碳酸盐为碳酸钠，优选为固体碳酸钠或碳酸钠溶液。


4.根据权利要求1所述的石墨废水零排放综合利用处理工艺，其特征在于，所述S1中，过滤为微滤或超滤中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的石墨废水零排放综合利用处理工艺，其特征在于，所述S1中，离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦臣，楼永通，朱春燕，陈一欢，方玮娟，
申请(专利权)人：杭州蓝然环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33