[發明專利]去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法

有效

• 申請號: 201310358937.1
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103601311A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 趙立夫;萬林生;黃小晶;李紅超;黃澤輝
• 申請（專利權）人: 崇義章源鎢業股份有限公司;江西理工大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明涉及化工領域，具體而言，涉及去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法。

背景技術

我國規定生活飲水中氟含量應低于1.0毫克/升，工業廢水中氟的無機化合物最高允許的排放質量濃度為10毫克/升，長期飲用含氟較高的水會造成氟在體內過量積累導致機體慢性中毒。隨著現代化工業化的發展，含氟廢水排放量越來越大，大量含氟工業廢水如果不經處理直接排放，將會對環境造成很大的污染，并危害人民的健康和生活。

因此，去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本發明的目的在于提出一種低成本去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法，從而使得鎢冶煉后排出的含有以氟磷砷為主并且對環境和人體有害的工業廢水得到有效地處理，得到質量穩定的凈化水。

本發明是發明人基于以下發現而提出的：在眾多鎢冶煉工藝方法中，離子交換工藝由于其具有流程短、金屬回收率高、除雜效果好、腐蝕性小、操作簡便、易于機械自動化、投資和加工成本較少等優點，成為了大多數鎢冶煉企業所采用的工藝中的重要一環。但該工藝卻存在耗水量大和排水量大、產渣量大的缺點。由于鎢精礦中含有一定量的瑩石（CaF₂）成分，在鎢精礦的NaOH分解過程中，CaF₂與NaOH反應生成NaF進入分解液中，并在其后的鎢離子交換過程隨交換后液排放，具體地，鎢冶煉離子交換廢水中的氟離子濃度約為100毫克/升～200毫克/升，超過國家排放標準約10倍～20倍，而由于缺乏相關技術，我國鎢冶煉企業尚未對交換廢水中的氟離子進行有效的凈化處理。

目前，國內外處理含氟廢水的主要方法有化學沉淀法、混凝沉淀法和吸附法。其中，化學沉淀法主要用于處理高濃度含氟工業廢水，具體地，一般采用鈣鹽沉淀法，例如利用向含氟廢水中投加生石灰（主要成分為氧化鈣）或氯化鈣等鈣鹽，使廢水中的氟離子與鈣離子生成CaF₂沉淀，然后加以除去。其中添加不同的鈣鹽對廢水中除氟效果不同，針對不同的廢水中陰離子不同，效果也不同。例如若廢水中溶有碳酸鈉、重碳酸鈉，直接投加石灰或氯化鈣，除氟效果會降低；若廢水中存在著一定量的電解質，產生鹽效應，增大氟化鈣的溶解度，也將降低除氟效果。而鎢冶煉離子交換廢水含有較高濃度的NaCl和NaOH，因此采用化學沉淀法只能將其中的氟離子含量降低到30ppm～40ppm。第二種混凝沉淀法去除溶液中氟離子的原理是利用混凝劑在水中形成帶正電的膠粒吸附水中的氟離子，并使膠粒互聚為較大的絮狀物沉淀，以達到去除氟離子的目的。常用的混凝劑例如鋁鹽類混凝劑，去除氟離子的效果可達50%～80%，可在中性條件(一般pH=6～8)下使用，其是利用鋁離子與氟離子發生絡合反應以及鋁鹽水解中間產物和最后生成的Al(OH)₃絮狀物對氟離子的配位體交換、物理吸附和卷掃作用以去除廢水中的氟離子。但其具有廢水中氟離子含量越高其吸附所需要的鋁鹽越多，因此為了將水中的氟降到10ppm以下，必須采用大量的混凝劑，但水中可溶性鋁離子增多，去除氟離子的效果不穩定。第三種吸附法是利用活性氧化鋁、活性沸石、活性氧化鎂以及羥基磷灰石、氧化鋯等對廢水中的氟進行物理吸附的方法，但是其吸附效果有限，只能將氟離子濃度為10毫克/升的廢水處理到1毫克/升以下，難以適用于氟濃度高的工業廢水。

由于廢水除磷、除砷的方法一般要求廢水在堿性條件（pH>9）下進行，磷、砷才能達到排放標準，但是用以上三種方法去除氟離子都要求是在中性或弱堿性條件下進行，所以一般去除含有氟、磷、砷廢水的工藝需要采用多段法以達到國家排放標準。

由此，本發明的目的在于提出一種可以有效去除鎢離子交換廢水中氟、磷、砷的方法，從而解決含氟、磷、砷的鎢工業廢水達標排放的關鍵技術問題。該方法包括：在第一容器中，將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進行混合，以便獲得經過脫氟的廢水；以及在第二容器中，將經過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進行混合，并將所得到的第一混合物進行攪拌后靜置沉降而獲得經過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。通過該方法獲得的經過凈化的廢水中氟離子濃度小于10毫克/升，磷濃度小于0.1毫克/升，砷濃度小于0.1毫克/升，從而使得鎢冶煉后排出的含有以氟、磷、砷為主并且對環境和人體有害的工業廢水得到有效地處理，獲得質量穩定的凈化水，該凈化水達到了國家工業一級廢水排放標準，因此根據本發明實施例的方法不僅大幅度降低了試劑消耗量，節省了成本，同時還提高了氟離子的凈化效果。