一种含氟废酸液的回收处理工艺及回收得到的产品制造技术

本申请涉及废酸液处理技术领域，具体公开了一种含氟废酸液回收处理工艺及回收得到的产品，回收处理工艺包括以下操作步骤：（1）氟化钙：废酸液中加入氨水，过滤，收集滤液A和滤渣A，得氟化钙；（2）氨水：滤液A中加氢氧化钙，蒸馏，加热，吸收，得氨水；（3）硫酸钙：滤液A中加稀硫酸，过滤，收集滤液C和滤渣C，得硫酸钙；（4）盐酸：将滤液C加热，吸收，得盐酸溶液；（5）硼酸：蒸发滤液C，得硼酸固体。本申请含氟废酸液中回收钙离子、氯离子、氟离子、氟硼酸根离子和硼酸根离子的回收率分别高达99.48%、97.68%、99.35%、99.61%和99.52%,具有更高的回收率。99.61%和99.52%,具有更高的回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟废酸液的回收处理工艺及回收得到的产品


[0001]本申请涉及废酸液处理领域，更具体地说，它涉及一种含氟、硼废酸液的回收处理工艺及回收得到的产品。

技术介绍

[0002]尾矿为选矿中分选作业的产物，其为产物中目标组分含量较低而无法应用于生产的部分。尾矿目标组分的含量虽低，但依旧有进一步将目标组分回收利用的经济价值，综合回收利用的尾矿是矿产资源得到充分利用和保护生态环境的需要。在尾矿综合回收利用生产石英精矿的过程中，会产生含有钙离子、氯离子、氟硼酸根离子、硼酸根离子和氟离子的废酸液。
[0003]相关技术中，为了避免排放废酸液对环境造成污染，通常采用石灰、电石渣和氢氧化钙等碱性物质对废酸液进行中和反应后直接排放。这种废酸液的处理方式，不止会产生泥渣脱水困难、不易干燥和后处理难度大的问题，更重要的是，废酸液中对环境与人体有毒有害的一些物质含量高于国家排放要求但没有得到处理而直接排放，对环境与人体均会造成危害。另外，上述处理方法忽略了废酸液中的多种成分资源，导致废酸液的回收利用率和生产利润低，不能弥补因处理含氟、硼废酸液所需要增加的生产成本。

技术实现思路

[0004]为了提高废酸液的回收利用率，消除对环境与人体所造成的危害，弥补因处理含氟、硼废酸液所需要增加的生产成本，本申请提供了一种含氟、硼废酸液的回收处理工艺及回收得到的产品。
[0005]第一方面，本申请提供一种含氟、硼废酸液的回收处理工艺，其采用如下技术方案：一种含氟、硼废酸液回收处理工艺，所述含氟、硼废酸液为含有钙离子、氯离子、氟硼酸根离子、硼酸根离子和氟离子的酸性液，其包括以下操作步骤：(1)于废酸液中加入氨水调节溶液pH为弱碱性，静置，过滤，收集滤液A和滤渣A，滤渣A即为氟化钙，滤液A则进入下一工序；(2)在滤液A中加入计算好所需加入的化学计量点的氢氧化钙溶液与滤液A中的氯化铵充分反应，得到碱分解液B，搅拌，亚沸蒸馏至无氨气产出为止，亚沸蒸馏过程中用纯水吸收氨气，得到氨水，剩余碱分解液B则进入下一工序；(3)在上述碱分解液B中加入计算好所需加入的化学计量点的稀硫酸，将碱分解液B中的钙离子进行沉淀，静置，过滤，收集滤液C和滤渣C，滤渣C即为硫酸钙，滤液C则进入下一工序；(4)将滤液C亚沸蒸馏至无氯化氢气体产出为止，加热过程中用纯水吸收氯化氢气体，得到盐酸，剩余的混合液D则进入下一工序；(5)对上述混合液D进行加热蒸发，收集固体，即得硼酸结晶。
[0006]通过采用上述技术方案，步骤(1)中通过加入氨水将溶液的pH调节至弱碱性，使氟
硼酸与氨水反应生成的氟硼酸铵完全水解生成氟化铵、氢氟酸和硼酸，促使氟化铵和氢氟酸与钙离子反应，生成氟化钙产品和含有氯化铵的滤液A。加入氨水后静置，使氨水和氟硼酸充分反应，可获得纯度高，且大粒径(粒径≥19μm)颗粒的氟化钙产品，减少氟化钙透滤现象，加快过滤速度，同时也可使氟硼酸铵全部水解完全，提高氟化钙的回收率。
[0007]本申请试验证明；在溶液中加入沉淀剂后并静置一段时间(≥15min)后的沉淀颗粒粒径(粒径≥19μm)比刚生成的沉淀的颗粒粒径(粒径≤5μm)要≥2.8倍且纯度也更高。
[0008]在步骤(2)中，通过加入氢氧化钙溶液，使氢氧化钙与步骤(1)中滤液A中的氯化铵反应生成氯化钙和氨气，氨气在加热条件下可产出完全，随后将氨气通入吸收的生产工序，使氨气充至纯水(纯水的电导率≤0.5ms/m)中，得到氨水溶液。氯化钙则继续留在碱分解液B中。
[0009]步骤(3)中，在碱分解液B中加入稀硫酸并静置，使步骤(2)反应生成的氯化钙充分与稀硫酸反应，可获得高纯度，且大粒径颗粒的硫酸钙，减少硫酸钙透滤现象，加快过滤速度，提高硫酸钙的回收率，同时生成盐酸。
[0010]步骤(4)则是将步骤(3)得到含有盐酸的滤液C亚沸蒸馏，产生氯化氢气体，随后将氯化氢气体通入吸收的生产工序，将氯化氢气体充至纯水(纯水的电导率≤0.5ms/m)中，得到盐酸溶液。
[0011]步骤(5)中，通过加热蒸发，去除混合液D中的水分，得到硼酸结晶产品。
[0012]本申请试验证明，在亚沸蒸馏碱分解液B(含有氨水)和滤液C(含有氯化氢)时，采用慢速搅拌(搅拌速度30
‑
60r/min)碱分解液B和滤液C的方式，使得碱分解液B和滤液C在亚沸蒸馏设备中产生慢速流动，受热均匀，可以防止在亚沸蒸馏加热过程中，碱分解液B和滤液C因局部温度过高而产生爆沸，以及因搅拌速度过快而导致碱分解液B和滤液C飞溅进入到氨水和盐酸产品中(纯度为化学试剂级)，降低氨水和盐酸产品的纯度(纯度达不到化学试剂级)。反之，当采用不搅拌或者快速搅拌的的方式时，亚沸蒸馏得到的氨水和盐酸产品的纯度达不到化学试剂级。而且慢速搅拌还可以加快蒸馏速度，降低蒸馏生产步骤的生产成本。
[0013]从上述可看出，本申请在回收生产氟化钙、氨水、硫酸钙、盐酸和硼酸的整个处理工艺中，不产生废酸、废固和废气，回收得到的硼酸质量符合生产要求，可返回生产流程中循环使用。另外，含氟、硼废酸液回收处理后，在生产过程中使用的工业级纯度的盐酸和在废酸回收处理生产流程中使用的工业级纯度的氨水经回收处理后，可再生得到高纯度(化学试剂纯度级别)的盐酸和氨水，提高了废酸液的回收利用率，节能环保，大大弥补了因处理含氟、硼废酸液所增加的生产成本。
[0014]作为优选：所述步骤(1)中，以10
‑
50L/min的流速添加氨水。
[0015]作为优选：所述步骤(1)中，先以40
‑
60L/min的流速添加氨水，调节溶液pH为5；再以8
‑
12L/min的流速添加氨水，调节溶液pH为8。
[0016]通过采用上述技术方案，在废酸液的pH≤5时，将氨水的流速控制在40
‑
60L/min，流速较快，而较高的流速对溶液的扰动性较好，从而加快了氟硼酸和氨水的反应速度。在废酸液的5＜pH≤8时，将氨水的流速控制在10L/min左右，流速变慢，一方面更易控制溶液的pH，另一方面使氟硼酸铵水解完全。
[0017]本申请试验证明；在步骤(1)中，采用氨水为中和废酸的中和剂，在弱碱性pH＝8
时，氟硼酸铵才能水解完全，生成氟化氨和硼酸，同时还可以防止氯化钙与氨水反应生成八氨合氯化钙络合物(化学反应方程式(6))，当pH≥8时，废酸溶液中的氨水会与氯化钙反应生成八氨合氯化钙络合物，而八氨合氯化钙络合物在步骤(1)中过滤与淋洗后进入到滤液A和淋洗水A中，八氨合氯化钙络合物化学性质不稳定，在水溶液中分解生成氯化钙和氨气(化学反应方程式(7))，产生的氨气对环境和人体造成危害，又需要采用增加环保回收措施，进而增加了生产设备投入，也增大了生产成本。
[0018]有关化学反应方程式；NH4OH+HCl＝NH4Cl+H2O
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(1)NH4OH+HBF4＝NH4BF4+H2O
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(2)NH4BF4+H2O＝BF3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟废酸液的回收处理工艺，所述含氟、硼废酸液为含有钙离子、氯离子、氟硼酸根离子、硼酸根离子和氟离子的酸性液，其特征在于，其包括以下操作步骤：（1）于废酸液中加入氨水调节溶液pH为弱碱性，静置，过滤，收集滤液A和滤渣A，滤渣A即为氟化钙，滤液A则进入下一工序；（2）在滤液A中加入计算好所需加入的化学计量点的氢氧化钙溶液与滤液A中的氯化铵充分反应，得到碱分解液B，搅拌，亚沸蒸馏至无氨气产出为止，亚沸蒸馏过程中用纯水吸收氨气，得到氨水，剩余碱分解液B则进入下一工序；（3）在上述碱分解液B中加入计算好所需加入的化学计量点的稀硫酸，将碱分解液B中的钙离子进行沉淀，静置，过滤，收集滤液C和滤渣C，滤渣C即为硫酸钙，滤液C则进入下一工序；（4）将滤液C亚沸蒸馏至无氯化氢气体产出为止，加热过程中用纯水吸收氯化氢气体，得到盐酸，剩余的混合液D则进入下一工序；（5）对上述混合液D进行加热蒸发，收集固体，即得硼酸结晶。2.根据权利要求1所述的含氟废酸液的回收处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，以10
‑
50L/min的流速添加氨水。3.根据权利要求1所述的含氟废酸液的回收处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，先以40
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60L/min的流速添加氨水，调节溶液pH为5；再以8
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12L/min的流速添加氨水，调节溶液pH为8。4.根据权利要求1所述的含氟废酸液的回收处理工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宗强，蓝云燕，吴峰，邱富彬，李祖君，
申请(专利权)人：深圳市考拉生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：