一种深度除氟药剂及其制备方法与使用方法技术

本发明专利技术公开了一种深度除氟药剂及其制备方法与使用方法。深度除氟药剂包括氧化钇或碳酸钇1%~5％、氧化铝或氢氧化铝1%~5％、氧化铈或碳酸铈1%~5％、氧化铁或硫酸铁1%~5％、氧化钐或碳酸钐1%~5％、氧化钙或氢氧化钙0.5%~2％、硫酸1%~3％以及预设百分含量的去离子水；其中，各组分的百分含量之和为100%。本发明专利技术提供的深度除氟药剂能够使进水氟离子在＜300 mg/L的情况下经处理后达到出水氟离子＜5 mg/L的标准；pH适用范围广；反应完后快速沉降，无需额外添加絮凝剂，在相同进水和出水浓度情况下，使用该新型除氟剂具有投药简单、除氟率高、污泥产量小、处理成本低、使用范围广等优点。使用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种深度除氟药剂及其制备方法与使用方法


[0001]本专利技术涉及含氟废水处理
，尤其涉及一种深度除氟药剂及其制备方法与使用方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国经济的高速发展，氟化工行业已成为现代工业技术发展的支柱产业，在军工、航空、汽车制造、光伏等工业生产中占有举足轻重的地位，在现代工业化生产中，氟化物被广泛应用在玻璃制造、半导体生产、农药及化肥生产、金属冶炼等产业，氟化工产品在制造过程中都会产生一定量的含有氟化物的工业废水。因各行业生产特性不同，含氟废水中氟离子含量差异很大。众多生产企业在带动市场巨大潜力和经济前景的同时，也给生态环境造成了一定的破坏。
[0003]我国对于水中氟离子的浓度安全制定了严格的管控标准，《生活饮用水卫生标准》（GB5749
‑
2006）对生活饮用水中氟离子的浓度不能大于1 mg/L。《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962
‑
2015）A级标准对排放的含氟废水中的氟离子浓度不能超过10 mg/L。如未经处理达标直接排入自然水体，会对生态环境造成严重污染，威胁人们生命安全。
[0004]目前含氟废水的处理方法主要有吸附法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、化学沉淀法和混凝沉降法等。这些处理方法各有其优势和不足，其中，离子交换法费用较高，且对废水水质要求严格，再生操作复杂；电凝聚法及反渗透法装置复杂，设备昂贵，耗电量大，操作水平要求高，因而都极少采用；化学沉淀法工艺简单，投资小，是目前应用最广泛的处理含氟废水的一种方法。
[0005]目前，常用的化学沉淀法有钙盐沉淀法、铝盐沉淀法、水玻璃除氟法等，其中，钙盐除氟很难将氟离子浓度降到20 mg/L以下；铝盐除氟要求PH范围为6~7，PH适用范围较窄，且管道设备等容易结垢，除氟成本比较高，还会生成铝氟络合物继续存在水体中，并没有真正除去氟离子；水玻璃除氟同样会生成氟的络合物继续在水体中，并没有真正把氟除掉。
[0006]因此，研究开发出一种新的深度除氟药剂及其制备方法与使用方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种深度除氟药剂，用于解决相关技术的除氟效率低且PH适用范围较窄的技术问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种深度除氟药剂，包括氧化钇或碳酸钇1%~5％、氧化铝或氢氧化铝1%~5％、氧化铈或碳酸铈1%~5％、氧化铁或硫酸铁1%~5％、氧化钐或碳酸钐1%~5％、氧化钙或氢氧化钙0.5%~2％、硫酸1%~3％以及预设百分含量的去离子水；其中，各组分的百分含量之和为100%。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种深度除氟药剂的制备方法，包括如下步骤：
将去离子水、氧化钇或碳酸钇、氧化铝或氢氧化铝、氧化铈或碳酸铈、氧化铁或硫酸铁、氧化钐或碳酸钐加热搅拌成混合液，其中，当所述混合液的温度达到第一预设温度范围时，停止加热搅拌；向所述混合液中再次加入所述去离子水，然后，搅拌加入硫酸，直至所述混合液的PH值小于1；向所述混合液中搅拌加入氧化钙或氢氧化钙，直至所述混合液的PH达到3；可以理解，用户可以根据实际情况对此处的PH值进行微调，仅需满足所述混合液的PH达到3左右既可，例如PH=3.5或PH=2.8。
[0010]将所述混合液冷却至第二预设温度范围，过滤去除所述混合液中的沉渣，即得到所述深度除氟药剂。
[0011]优选地，所述硫酸的成分为市售工业级，其形态为液态。
[0012]优选地，所述氧化钇或所述碳酸钇、所述氧化铝或所述氢氧化铝、所述氧化铈或所述碳酸铈、所述氧化铁或所述硫酸铁、所述氧化钐或所述碳酸钐以及所述氧化钙或所述氢氧化钙中，任一方的成分均为市售工业级，其形态均为固态。
[0013]优选地，所述第一预设温度范围为70℃~100℃。
[0014]优选地，在加热搅拌过程中，每分钟升温不超过5℃。
[0015]优选地，在加热搅拌过程中，所述搅拌速度为1500转/分钟。
[0016]优选地，所述第二预设温度范围为20℃~30℃。
[0017]优选地，在所述向所述混合液中再次加入所述去离子水，然后，搅拌加入硫酸，直至所述混合液的PH值小于1的步骤中，需要保持PH值在1以下，并且搅拌10~15分钟后，方才进入下一步骤。
[0018]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种所述深度除氟药剂的使用方法，包括如下步骤：根据待处理的废水中氟离子浓度，称取对应比例的所述深度除氟药剂；将所述深度除氟药剂加入所述废水中，搅拌混合均匀为处理液，在预设的时间内静置所述处理液；取所述处理液中的上清液，测量所述上清液中氟离子浓度；当所述上清液中氟离子浓度达到排放要求时，将过滤处理后的所述处理液对外排出。
[0019]本专利技术提供的深度除氟药剂，以复合吸附材料药剂为主，药剂中的复合吸附材料中的阳离子基团与氟离子形成难溶于水的沉淀物，并通过静置沉降得以去除。该复合吸附材料中的阳离子基团存在一定的协同效应，可以高效吸附化合水体中残余的氟离子，提高整体的沉降速度，缩短沉降时间，提高除氟效率。
[0020]该药剂能够使进废水中的氟离子在＜300 mg/L的情况下经处理后达到出水氟离子＜5 mg/L以下的标准；pH适用范围广，无需多次调节pH；反应完后快速沉降，无需额外添加絮凝剂，具有投药简单、除氟率高、污泥产量小、处理成本低、使用范围广等优点。
[0021]本专利技术提供的深度除氟药剂除氟的基本反应原理为：Y2O3+Al2O3+Ce2O3+Fe2O3+Sm2O3+CaO+H2O（热）
→
Y2O3+Y(OH)
3 +Al2O3+Ce2O3+Ce(OH)3+Fe2O3+Sm2O3+Sm(OH)3+Ca(OH)2+H2O
ꢀꢀꢀ
（1
‑
1）
或Y2(CO3)3+Al2O3+Ce2(CO3)3+Fe2O3+Sm2(CO3)3+CaO+H2O（热）
→
Y2(CO3)3+Y(OH)
3 +Al2O3+Ce2(CO3)3+Ce(OH)3+Fe2O3+Sm2(CO3)3+Sm(OH)3+Ca(OH)2+H2O
ꢀꢀꢀ
（1
‑
2）Y2O3+Y(OH)
3 +Al2O3+Ce2O3+Ce(OH)3+Fe2O3+Sm2O3+Sm(OH)3+Ca(OH)2+H2O+H2SO4→
(Y
3+
+Al
3+
+Ce
3+
+Fe
3+
+Sm
3+
+Ca
2+
)+H2O+SO
42
‑
+（部分）Ca(SO4)
↓ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2
‑
1）或Y2(CO3)3+Y(OH)3+Al2O3+Ce2(CO3)3+Ce(OH)3+Fe2O3+Sm2(CO3)3+Sm(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深度除氟药剂，其特征在于，包括氧化钇或碳酸钇1%~5％、氧化铝或氢氧化铝1%~5％、氧化铈或碳酸铈1%~5％、氧化铁或硫酸铁1%~5％、氧化钐或碳酸钐1%~5％、氧化钙或氢氧化钙0.5%~2％、硫酸1%~3％以及预设百分含量的去离子水；其中，各组分的百分含量之和为100%。2.一种如权利要求1所述深度除氟药剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将去离子水、氧化钇或碳酸钇、氧化铝或氢氧化铝、氧化铈或碳酸铈、氧化铁或硫酸铁、氧化钐或碳酸钐加热搅拌成混合液，其中，当所述混合液的温度达到第一预设温度范围时，停止加热搅拌；向所述混合液中再次加入所述去离子水，然后，搅拌加入硫酸，直至所述混合液的PH值小于1；向所述混合液中搅拌加入氧化钙或氢氧化钙，直至所述混合液的PH达到3；将所述混合液冷却至第二预设温度范围，过滤去除所述混合液中的沉渣，即得到所述深度除氟药剂。3.如权利要求2所述深度除氟药剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸的成分为市售工业级，其形态为液态。4.如权利要求2所述深度除氟药剂的制备方法，其特征在于，所述氧化钇或所述碳酸钇、所述氧化铝或所述氢氧化铝、所述氧化铈或所述碳酸铈、所述氧化铁或所述硫酸铁、所述氧化钐或所述碳酸钐以及所述氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘湘雄，刘承斌，唐海芳，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：