【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体而言，涉及一种酸性含氟废水的处理药剂及其使用方法。
技术介绍
1、氟化工的发展给人们带来高附加值、高性能的氟产品，同时也带来了大量的含氟污染物，尤为需要关注的是含氟废水，如果不经处理、超标排放，会在土壤和地下水中长期累积，对环境及人类安全造成严重威胁。
2、混凝沉淀法是常用的除氟技术，当使用铝盐为主要成分的除氟药剂时，铝盐在水中会释放铝离子，然后经过水解作用产生具有除氟活性的al(oh)3胶体，在聚丙烯酰胺的助凝作用下，通过静电、络合、离子交换等多种作用去除氟离子。
3、专利技术名称为《一种污水除氟剂以及其制备和应用方法》（申请号：202211459290.7）的中国专利公开了一种铝盐、盐酸、聚合硫酸铁、柠檬酸、硅酸盐、氢氧化钠组成的除氟药剂，该药剂利用聚合硫酸铁、铝矾花、硅酸盐的协同作用提高了除氟效率。
4、专利技术名称为《一种酸性高氟废水用除氟剂及其使用方法》（申请号：202310039043.x）的中国专利申请开发了一种高氟废水的除氟剂，该除氟剂包括a剂（铝酸钙粉、氯化钙、三氯化铁、磷酸二氢钾、氯化镁、阴离子聚丙烯酰胺）和b剂（六水氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺、反渗透浓水），能够有效解决除氟效率及渣水分离困难的问题。
5、但是，由于铝离子具有双水解特性，在使用以铝盐为主要成分的除氟药剂时，药剂除氟的最佳ph在6.5~7.5的范围内，因此水质若不具备一定的酸碱缓冲能力，则需要持续精准的对溶液ph调控。此外，铝离子水解生成的al(oh)3胶体尺寸较小，通常需
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种酸性含氟废水的处理药剂及其使用方法，本专利技术药剂可以提高除氟矾花的沉降效率，避免聚丙烯酰胺的使用，处理工艺简单且成本低廉，且除氟效率高。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，本专利技术之酸性含氟废水的处理药剂，包括a剂和b剂。
3、a剂包括碳酸盐矿物和硅酸盐矿物。b剂主要为铝盐。a剂中碳酸盐矿物与硅酸盐矿物的质量比值为1~5:1。研究表明，a剂中碳酸盐矿物与硅酸盐矿物的质量比值为1~5:1，ph值调控的效果最好。如配比不在所述范围，则会导致a剂在水中释放氢氧根离子不足的问题，ph值调控的效果变差。
4、优选的，a剂中的硅酸盐矿物包括蛇纹石、硅灰石、橄榄石中的至少一种。所述碳酸盐矿物包括方解石、菱镁矿、白云石中的至少一种。
5、优选的，b剂中的铝盐包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的至少一种。
6、其中a剂由硅酸盐矿物在焙烧后与碳酸盐矿物混合，并碾磨活化制得。
7、优选的，a剂中硅酸盐矿物的焙烧温度为300~500℃，时间1~2h。碳酸盐矿物和硅酸盐矿物混合后碾磨活化的方式包括人工碾磨、球磨、棒磨等中的至少一种。研究表明，此处焙烧温度过低或焙烧时间过短，会导致硅酸盐矿物的活化程度不够，溶解释放氢氧根离子的能力不足；但焙烧温度过高或焙烧时间过长，则会使其矿相发生转变，影响其调节溶液ph的功能。
8、本专利技术之酸性含氟废水的处理药剂的使用方法，包含如下步骤：
9、（1）预处理：通过沉降、过滤，将酸性含氟废水中的沙石等固体悬浮物去除；
10、（2）调节ph：向步骤（1）预处理后的酸性含氟废水中投加a剂，使溶液ph为6.5~7.5；
11、（3）混凝沉淀：向步骤（2）调节ph后的溶液中投加b剂，反应后静置、沉淀，上清液即出水，即为处理后的酸性含氟废水。
12、优选的，步骤（2）中，所述a剂中碳酸盐矿物与硅酸盐矿物的质量比值为1~5:1。步骤（3）中，所述b剂用量按照al:f摩尔比2~4:1来计；其中铝为b剂中铝盐所含的铝元素；氟为酸性含氟废水中的氟元素。研究表明，铝元素过量会导致处理后废水中残余铝离子的含量过高，影响出水水质。
13、本专利技术的工作原理为：
14、碳酸盐矿物和硅酸盐矿物虽然不易溶于水，但都具有释放氢氧根的潜力，且通过缓慢的溶解水解过程，能够自发将ph稳定在6.5~7.5的范围内。其中，碳酸盐在水中溶解后会释放出碳酸根离子，碳酸根离子水解平衡过程会产生氢氧根离子，而硅酸盐表面富有-oh，在水中会由表及里发生溶解，同时释放氢氧根。本专利技术通过对硅酸盐矿物焙烧后与碳酸盐矿物混合碾磨的方式，能够促使硅酸盐矿物表面暴露更多的-oh，以及促使碳酸盐矿物表面非晶化，从而激发碳酸盐矿物和硅酸盐矿物调控ph的潜力；此外，硅酸盐矿物和碳酸盐矿物混合碾磨后，两种矿物分布更加均匀，使得碳酸盐矿物产生的oh-能够更多地迁移至硅酸盐矿物表面，碱性环境进一步促进了硅酸盐矿物的溶解过程，实现对ph调控效率的协同强化。
15、此外，由于碳酸盐矿物和硅酸盐矿物固-液界面处的oh-更加充足，因此铝盐溶解的铝离子主要在固-液界面处产生al(oh)3胶体，并且两种矿物表面都会暴露有钙、镁等二价离子，在钙、镁离子与氟离子强结合能力的诱导下，除氟矾花会优先附着到未完全溶解的矿物颗粒上，因此渣水分离的效率显著提升。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、1. 本专利技术药剂中的硅酸盐和碳酸盐能够自发调控溶液ph，并且还具有缓冲溶液酸碱性波动的能力，能够为铝盐提供最优的溶液ph环境，除氟效率高。
18、2. 本专利技术药剂能够使铝盐溶解所产生的矾花附着在未溶解的矿物颗粒上，增加了矾花的沉降动力，渣水分离效果好。
19、3. 由于本专利技术药剂的除氟性能优异，并且能够提高矾花自身的沉降动力，因此可以免去聚丙烯酰胺的使用，从而避免了水中cod和氨氮的二次污染，不仅更加绿色，而且工序简单。
20、4. 与除氟常用的聚合氯化铝相比，本专利技术使用的药剂价格便宜，废水处理的成本也相对较低。
21、使用本专利技术之酸性含氟废水的处理药剂，能够有效提高水质酸碱缓冲的能力，并自发将ph稳定到6.5~7.5的范围内，除氟效率高。此外，本专利技术药剂可以提高除氟矾花的沉降效率，避免聚丙烯酰胺的使用，处理工艺简单且成本低廉。
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1.一种酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，包括A剂和B剂；A剂包括碳酸盐矿物和硅酸盐矿物；B剂主要为铝盐。
2.根据权利要求1所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，A剂中碳酸盐矿物与硅酸盐矿物的质量比值为1~5:1。
3.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，A剂中的硅酸盐矿物包括蛇纹石、硅灰石、橄榄石中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，所述碳酸盐矿物包括方解石、菱镁矿、白云石中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，B剂中的铝盐包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，其中A剂由硅酸盐矿物在焙烧后与碳酸盐矿物混合，并碾磨活化制得。
7.根据权利要求6所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，A剂中硅酸盐矿物的焙烧温度为300~500℃，时间1~2h。
8.根据权利要求6所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，碳酸盐矿物和硅
9.根据权利要求1-8之一所述的酸性含氟废水的处理药剂的使用方法，其特征在于，包含如下步骤：
10.根据权利要求9所述的酸性含氟废水的处理药剂的使用方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，包括a剂和b剂；a剂包括碳酸盐矿物和硅酸盐矿物；b剂主要为铝盐。
2.根据权利要求1所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，a剂中碳酸盐矿物与硅酸盐矿物的质量比值为1~5:1。
3.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，a剂中的硅酸盐矿物包括蛇纹石、硅灰石、橄榄石中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，所述碳酸盐矿物包括方解石、菱镁矿、白云石中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的酸性含氟废水的处理药剂，其特征在于，b剂中的铝盐包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彩，娄金东，冯文平，谢超，
申请(专利权)人：中蓝长化工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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