[發明專利]一種酸性含氟廢水中氟資源的回收方法

有效

• 申請號: 201610798956.X
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107792832B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 曹紹濤;張毅;陳芳芳;曹宏斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19;C01B33/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發明提供了一種酸性含氟廢水中氟資源的回收方法，所述方法包括以下步驟：將酸性含氟廢水進行蒸發，得到蒸發冷凝液和蒸發濃縮液；向蒸發冷凝液中加入金屬氟化鹽進行反應，固液分離得到固體濾餅和濾液，濾液進行精餾提純，得到氫氟酸溶液；固體濾餅經洗滌和干燥后進行熱分解反應，得到固體金屬氟化鹽和四氟化硅氣體；四氟化硅氣體用水吸收進行水解反應后，固液分離得到二氧化硅膠體和氟硅酸溶液；氟硅酸溶液與所得的金屬氟化鹽反應和/或金屬氟化鹽的水溶液反應，反應后進行固液分離得到濾餅與濾液；二氧化硅膠經干燥得到白炭黑產品。本發明所述方法可經濟高效地從含氟廢水中回收氟和硅等資源，大幅降低含氟廢水的處置成本并簡化處理工藝。

技術領域

本發明屬于無機氟資源回收領域，涉及一種酸性含氟廢水中氟資源的回收方法，尤其涉及一種從鈮鉭濕法冶煉行業和/或磷肥行業的酸性含氟廢水中回收氟資源的方法。

背景技術

氟化工產品由于其品種多、性能優異、應用領域廣和附加值高等特點，被稱為黃金產業。一方面，螢石又稱氟石，其已成為國家戰略資源，具有共伴生和富礦少的特點，但螢石大多屬于難選礦，資源消耗快，故保障程度嚴重不足；另一方面，水體環境氟污染潛在危害大且氟資源浪費嚴重。

化工、有色金屬冶金、玻璃、電子和電鍍等行業排放的廢水常含有高濃度氟化物，含氟廢水中的氟元素大多以固體形式進入含氟污泥，在儲存、運輸及處置過程中易造成二次污染，且一旦造成地下水或土壤污染，生態系統極難恢復。因此，廢水中氟資源的經濟高效回收有助于緩解資源與環保瓶頸問題，含氟廢水的減量化、無害化和資源化意義重大。

由于來源不同，含氟廢水的物化性質差別很大，因此，廢水的除氟方法較多，主要包括化學沉淀法、吸附法和混凝沉降法等。其中，石灰中和沉淀法在高濃度含氟廢水處理中應用最為廣泛，CN 1962475A公開了一種用石灰石處理含氟廢水的方法及其裝置，其以天然石灰石作為原料、以與石灰石發生化學反應時能生成可溶性鈣鹽的酸作為中間介質，利用反應中生成的可溶性鈣鹽與含氟廢水中的氟離子發生反應生成難溶于水的氟化鈣和酸性中間介質，再利用中間介質含氟離子發生反應來處理含氟廢水。但所述方法存在石灰消耗量大、中和渣難過濾且含水率高、難于利用而成為新的污染源等問題。

吸附法利用吸附劑或離子交換處理低氟含量廢水，工藝簡單。例如，CN104944506A公開了一種含氟廢水的處理方法，所述方法包括以下步驟：將活性炭在鋁鹽溶液中浸漬，過濾取濾渣，120℃條件下烘干，洗滌再烘干得到改性后的活性炭吸附劑；改性后的活性炭吸附劑投進待處理的含氟廢水中，震蕩吸附脫除廢水中的氟離子。但上述方法存在吸附容量小、吸附劑再生困難且用量大、選擇性不高以及循環使用性能變差等弊端。

混凝沉降法主要利用鐵鹽及鋁鹽等水解絮凝產物吸附或絡合廢水中的氟離子。CN104803522A公開了一種高鈉含氟廢水的處理方法，所述方法采用石灰作為沉淀劑，聚丙烯酰胺作為絮凝劑對高鈉含氟廢水進行處理，出水氟能穩定降至5mg/L以下，但所述方法處理工藝較復雜，處理費用高，過程難于控制并且出水指標不穩定。

其它除氟方法包括冷凍法、超濾法和電滲析等，但處理成本高、除氟效率低，至今仍停留在實驗階段，很難推廣應用。

由此可見，現有含氟廢水處理及回收氟的技術方案存在著石灰消耗量大、吸附劑再生困難及用量大、處理工藝較復雜以及處理費用高等問題。因此，研究一種經濟、高效地從含氟廢水中回收氟資源的方法具有十分重要的意義。

發明內容