CN102328945A - 一种从含氟废水中制取氟化钙的装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从含氟废水中制取氟化钙的装置，其包括结晶釜、干燥转炉和存储罐，所述结晶釜设有两个进料口，分别用于通入氯化钙溶液和含氟废水，所述结晶釜设有两个出料口，分别位于所述结晶釜的上部和底部，其底部的出料口与干燥转炉相连接，所述结晶釜上部的出料口与存储罐相连接。本发明还涉及了所述装置的应用方法。本发明的装置用于从含氟废水中制取氟化钙，提高了氟的利用率，同时降低了氟对环境的污染。

Description

一种从含氟废水中制取氟化钙的装置及其应用方法

本发明是申请号为200910089181.9、申请日为2009年8月3日、名称为一种从含氟废水中制取氟化钙的方法的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种从含氟废水中制取氟化钙的装置以及该装置的应用方法。

背景技术

氟化钙是一种白色味苦的盐，可以用作制冷剂、防冻液、化工原料，在工业上具有广泛的用途。传统的氟化钙的工业生产方法基本上都是利用碱厂废液，强制蒸发除盐，升降膜蒸发浓缩，使氟化钙含量到达60％-70％后冷却得到成品，此外还有盐酸石灰法，氯化钾废液回收法等。氟化钙在化学工业上主要用于制造氢氟酸，钢铁工业中作助溶剂，还可以作陶瓷釉的组分等。利用氟化钙作为原料可以生产出高浓度的氟，氟是当今新材料领域的重要元素，在高性能材料行列中占据突出重要位置并拥有广阔市场。

现有技术中提到一种二水氯化钙中副产氟化钙的方法，利用氟化氢-粘土盐卤法生产冰晶石产生的废酸、石灰及石灰石为原料，根据副产品冰母液的特性，生产出氯化钙，并副产氟化钙、冰晶石、氯化钠。现有技术中生产的氟化钙纯度低，生产效率不高，氟的回收利用率低，同时，氟的生产与应用过程中产生了大量含氟废水和低浓度有水氢氟酸，目前只是简单处理后排放，不仅环境受污染，也造成氟资源的严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种从含氟废水中生产氟化钙的装置，提高氟的利用率，同时降低了氟对环境的污染。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种从含氟废水中制取氟化钙的方法，包括以下步骤：

(1)先将含氟废水中氟离子的质量百分比控制在1％以上；

(2)然后与氯化钙溶液混合，二者混合的质量比为1∶1-2∶1，并进行搅拌，控制pH值为2-3，搅拌速率为15-30r/min，搅拌温度5-50℃；

(3)停止搅拌后20-30min，收集氟化钙结晶物进行干燥。

其中，步骤(2)中氯化钙溶液的质量百分比为15％-25％。

优选地，步骤(2)中通入的氯化钙溶液的质量百分比为20％。

优选地，步骤(2)中的搅拌速率为20r/min，搅拌温度为25℃。

优选地，步骤(2)中含氟废水与氯化钙溶液混合的质量百分比为2∶1。

优选地，步骤(1)中氟离子的质量百分比为1％-10％。

为了实现从含氟废水中制取氟化钙的方法，本发明还提供了一种用于上述方法的装置，包括结晶釜、干燥转炉和存储罐，结晶釜设有两个进料口，分别用于通入氯化钙溶液和含氟废水，结晶釜设有两个出料口，分别位于所述结晶釜的上部和底部，其底部的出料口与干燥转炉相连接，所述结晶釜上部的出料口与存储罐相连接。

其中，结晶釜上部的出料口设于所述结晶釜的中上部；所述结晶釜具有搅拌器。

所述结晶釜的两个进料口分别与用于盛放含氟废水和氯化钙溶液的储槽相连接。

本发明还提供了上述装置的应用方法，包括以下步骤：

(1)打开结晶釜与盛放氯化钙溶液储槽连接的进料口，使氯化钙溶液达到所述结晶釜1/3～1/2液位；

(2)开启所述结晶釜中的搅拌器，并打开另一进料口，使含氟废水进入所述结晶釜和氯化钙溶液进行反应；

(3)反应结束后，开启出料口，使生成的氟化钙晶体由底部进入干燥转炉，废水从上部出料口溢流排出到存储罐。

本发明的优点和有益效果在于：本发明从含氟废水中提纯氟化钙，提高了氟的利用率，节约了资源，保护了环境，回收效率可达90％以上，纯度高于90％，水含量低。

附图说明

图1是本发明从含氟废水中制取氟化钙的方法的流程图；

图中：

1、储槽；2、氯化钙溶液储槽；3、结晶釜；4、干燥转炉；5、储存罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，用于从含氟废水中制取高浓度氟化钙的装置，其包括结晶釜3、干燥转炉4和存储罐5。

结晶釜3设有两个进料口，分别用于通入氯化钙溶液和含氟废水，结晶釜3设有两个出料口，分别位于结晶釜3的上部和底部，其底部的出料口与干燥转炉4相连接，干燥转炉4用于干燥氟化钙结晶物，结晶釜3上部的出料口与存储罐5相连接，该出料口位于结晶釜3的中上部。

本发明从含氟废水中制取高浓度氟化钙的方法，将氢氟酸及氟化物生产过程中产生的含氟废水收集到储槽1中，之后进行以下步骤：

(1)将含氟废水的水分蒸发浓缩，从而使氟离子的质量百分比提高到2％，后进入下一程序；

(2)将氯化钙溶液储槽2中的质量百分比为20％的氯化钙溶液加入结晶釜3中，达到1/2液位处时停止；

(3)开启结晶釜3中的搅拌器，同时将步骤(1)中所获得的高浓度含氟废水通入到结晶釜3中与氯化钙反应，将反应物氟化钙持续结晶，反应釜中的pH使用氢氧化钠控制在2.5，搅拌速率为28r/min，搅拌温度为49℃，20％的氯化钙溶液需要按2∶1的比例持续补加；

(4)将步骤(3)中所获得的氟化钙结晶物加入干燥转炉4中进行干燥从而获得结晶氟化钙；

(5)步骤(3)中废水溢流排出到低浓度储存罐5里，经后续处理后排放。

经检测，氟化钙的回收率为：94.3％，纯度为：95.2％，水含量为：0.11％。

实施例2

(1)将氢氟酸及氟化物生产过程中产生的含氟废水收集到储槽1中后，加热浓缩，使氟离子的质量百分比为8％，后进入下一程序；

(2)将氯化钙溶液储槽2中的质量百分比25％的氯化钙溶液加入结晶釜3中，达到1/3液位处时停止；

(3)开启结晶釜中的搅拌器，同时将步骤(1)中所获得的高浓度含氟废水通入到结晶釜中与氯化钙反应，将反应物氟化钙持续结晶，反应釜中的pH使用氢氧化钠控制在3，搅拌速率为20r/min，搅拌温度为25℃，25％的氯化钙溶液需要按1∶1的比例持续补加；

(4)将步骤(3)中所获得的氟化钙结晶物加入干燥转炉4中进行干燥从而获得结晶氟化钙；

(5)步骤(3)中废水溢流排出到低浓度储存罐5里，经后续处理后排放。

经检测，氟化钙的回收率为：93.2％，纯度为：95.6％，水含量为：0.13％。

实施例3

(1)将含氟废水的浓度提高到氟离子的质量百分比为5％，后进入下一程序；

(2)将氯化钙溶液储槽2中的质量百分24％的氯化钙溶液加入结晶釜3中，达到1/3液位处时停止；

(3)开启结晶釜3中的搅拌器，同时将步骤(1)中所获得的高浓度含氟废水通入到结晶釜3中与氯化钙反应，将反应物氟化钙持续结晶，反应釜3中的pH使用氢氧化钠控制在3，搅拌速率为15r/min，搅拌温度为6℃，25％的氯化钙溶液需要按1.5∶1的比例持续补加；

(4)将步骤(3)中所获得的氟化钙结晶物加入干燥转炉4中进行干燥从而获得结晶氟化钙；

(5)步骤(3)中废水溢流排出到低浓度储存罐5里，经后续处理后排放。

经检测，氟化钙的回收率为：93.8％，纯度为：95.3％，水含量为：0.12％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种从含氟废水中制取氟化钙的装置，其特征在于，其包括结晶釜、干燥转炉和存储罐，所述结晶釜设有两个进料口，分别用于通入氯化钙溶液和含氟废水，所述结晶釜设有两个出料口，分别位于所述结晶釜的上部和底部，其底部的出料口与干燥转炉相连接，所述结晶釜上部的出料口与存储罐相连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结晶釜上部的出料口设于所述结晶釜的中上部。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述结晶釜具有搅拌器。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述结晶釜的两个进料口分别与用于盛放含氟废水和氯化钙溶液的储槽相连接。

5.权利要求1-4任一项所述装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)打开结晶釜与盛放氯化钙溶液储槽连接的进料口，使氯化钙溶液达到所述结晶釜1/3～1/2液位；

(2)开启所述结晶釜中的搅拌器，并打开另一进料口，使含氟废水进入所述结晶釜和氯化钙溶液进行反应；

(3)反应结束后，开启出料口，使生成的氟化钙晶体由底部进入干燥转炉，废水从上部出料口溢流排出到存储罐。

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