CN103833116A - 一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的生产方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体除氟剂的生产方法，具体涉及一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的新方法，属于环境化工、废水处理技术领域。其特点是利用工业副产废盐酸、碳酸钙、铝制品行业含铝污泥为主要原料，先后按一定比例进行反应，以氢氧化钙调整pH，加入稳定剂后，常压聚合得到无色至淡黄色液体。本发明将生产废物“无害化”和“资源化”，变废为宝；生产过程达到“零排放”，所得产品质量稳定；本发明设备简易，生产成本低，易于推广；经生产检验，可有效降低生产成本，使工业废酸、含铝固废得到综合利用，经济和社会效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效除氟剂的制备方法及应用。特别涉及利用工业废酸、含铝固废制备除氟剂的制备方法及其在含氟废水处理中的应用，属于环境化工、废水处理等技术领域。
背景技术
近年来，随着工业化程度的不断提高，由工业废水带来的环境污染问题越来越受到人们的重视。氟是人体维持正常生理活动所需的微量元素之一，人体从外界摄入的氟过多或者不足都会影响健康。长期饮用低含氟水易患龋齿，而长期饮用高氟水则易患以氟斑牙和氟骨症等为特征的全身慢性疾病，甚至对人脑神经造成伤害。
环境中的氟污染主要来源是工业生产排放的含氟“三废”，涉及行业主要有金属冶炼、铝电解、钢铁、水泥、玻璃、半导体、制药及光伏等行业，对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施，所排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，严重污染着人类赖以生存的环境。
目前，对于高浓度含氟废水，一般采用钙盐沉淀法和絮凝沉淀法。钙盐沉淀法具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点；絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点，但投加量大，使用范围小，处理费用较大，产生泥污量多；氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO4 2-，Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定。
本发明针对上述两种方法的种种优缺点，把两种方法结合在一起制备来简化操作，应是一种合理的发展。把钙盐与铝盐结合制成复合絮凝剂就是这一意向的具体实例。高效除氟剂是符合这一意图的，本发明重点研究了利用固废资源、节约成本制备高效除氟剂的方法及其应用。
本发明提供的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法，结合目前环保工业的发展方向，通过将工业废料作为原料来降低生产成本的做法，同时针对含氟废水的工艺进行改进，使得原有方法中的一些不足诸如原料价格较贵，沉降缓慢、投加不方便、处理率低、水质不稳定等一系列的问题得到解决，由此而得到了利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法。
发明内容
本发明针对现有钙盐除氟剂沉降缓慢、难达标排放、成本高；铝盐絮凝法投加量大、水质不稳定等不足，结合国家倡导的“废物利用，变废为宝”的环保理念，提供了一种利用废盐酸、含含铝污泥制备高效除氟剂的生产方法与应用；该方法克服了传统的生产技术的缺陷，解决了生产原料成本高、反应速度控制、产品稳定性能、反应过程中气体无害处理、沉降速度快等难题。
本发明利用工业副产废盐酸与碳酸钙/石灰石/熟石灰按照一定的配比进行反应，控制在一定酸度范围内与含含铝污泥按照一定的配比在进行反应，用氢氧化钙调整pH，调整到合适温度，反应3-6小时，静置，上清液既得除氟剂液体，反应后的气体通过吸收塔回用于生产。
一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其生产方法是：
(1)将上釜尾气吸收塔中废水加入反应釜中，将碳酸钙与副产废盐酸按CaCO3：HCl摩尔比为1/2-1/2.5的比例分批次加入反应釜混合，盐酸按30L/min流量加入，加入盐酸后反应半小时；
(2)投加含含铝污泥，按Al2O3/CaO摩尔比：1/50-1/100投加至反应釜中，用氢氧化钙调整溶液的pH=5.0-5.5；
(3)加入0.1-0.5％的稳定剂，升温至85℃-95℃，保温3-6小时，静止2-3天后，除去沉淀，即得除氟剂。
优选的，步骤(1)中所述的废盐酸含量为30％以上的工业副产废盐酸。
优选的，步骤(1)中所述的碳酸钙含量大于95％。
优选的，步骤(1)中所述的含铝污泥为含量在10％以上的铝材行业含铝污泥。
优选的，步骤(1)中过量的氯化氢气体由反应釜上端进入尾气吸收塔，尾气吸收塔一级水吸收，回用于生产，二级定期加入石灰乳中和，生成的氯化钙溶液并入反应液回收，用于下一釜使用。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明在生产过程中产生的废气回用于生产，基本无废气排出；
2、本发明的方法实现了快速沉降效果；
3、本发明的方法实现了变废为宝，减少废物的排放，进一步减少了对环境的危害；
4、大大节约了成本，提高了企业的利润。具有非常好的社会和经济价值。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法与应用，步骤如下：
(1)将上釜尾气吸收塔中吸收水加入反应釜中，每次大约500公斤，以10吨产品为例，开启尾气吸收装置。
(2)将40％氧化钙含量的石灰石3000kg分批次加入反应釜中，与釜中水体混合，物料从加料口加入，用计量泵调整流量为30L/min泵入浓度为30％的工业副产盐酸5600kg，在3小时内完成，不断搅拌，并加入10kg消泡剂消除气泡，中和反应温度升至约65℃，趁热加入含量为10％(以Al2O3)的铝渣1200kg,反应1小时，用氢氧化钙调整pH至5.0左右，升温至85-95℃，保温3-6小时，静置2天后，除去沉淀，既得高效除氟剂溶液。
实施例2
一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法与应用，步骤如下：
(1)将上釜尾气吸收塔中吸收水加入反应釜中，每次大约500公斤，以10吨产品为例，开启尾气吸收装置。
(2)将合格的碳酸钙2000kg分批次加入反应釜中，与釜中水体混合，物料从加料口加入，用计量泵调整流量为30L/min泵入浓度为30％的工业副产盐酸5600kg，在3小时内完成，不断搅拌，并加入10kg消泡剂消除气泡，中和反应温度升至约65℃，趁热加入含量为10％(以Al2O3)的铝渣1200kg,反应1小时，用氢氧化钙调整pH至5.0左右，升温至85-95℃，保温3-6小时，静置2天后，除去沉淀，既得高效除氟剂溶液。
实施例3
一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法与应用，步骤如下：
(1)将上釜尾气吸收塔中吸收水加入反应釜中，每次大约500公斤，以10吨产品为例，开启尾气吸收装置。
(2)将合格的氢氧化钙1500kg分批次加入反应釜中，与釜中水体混合，物料从加料口加入，用计量泵调整流量为30L/min泵入浓度为30％的工业副产盐酸5600kg，在3小时内完成，不断搅拌，并加入10kg消泡剂消除气泡，中和反应温度升至约65℃，趁热加入含量为10％(以Al2O3)的铝渣1200kg,反应1小时，用氢氧化钙调整pH至5.0左右，升温至85-95℃，保温3-6小时，静置2天后，除去沉淀，既得高效除氟剂溶液。
上述实施例及发明内容所述的反应均按照CaO含量计算、盐酸浓度30％及铝渣铝含 量为10％计算，但本领域的技术人员根据本发明，变换盐酸浓度或改变铝渣含量而导致的反应物质量比例的改变，也落入本发明的保护范围之内。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其生产方法是：
(1)将尾气吸收塔中废水加入反应釜中，将碳酸钙与副产废盐酸按CaCO3：HCl摩尔比为1/2-1/2.5的比例分批次加入反应釜混合，盐酸按30L/min流量加入，加入盐酸后反应半小时；
(2)投加含铝废渣，按Al2O3/CaO摩尔比：1/50-1/100投加至反应釜中，用氢氧化钙调整溶液的pH=5.0-5.5；
(3)加入0.1-0.5％的稳定剂，升温至85℃-95℃，保温3-6小时，静止2-3天后，除去沉淀，即得除氟剂。
2.制造权利要求1中所述的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其特征是：原料废酸为化工生产副产废盐酸，一般酸含量控制在30％以上。
3.制造权利要求1中所述的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其特征是：加入物料时要不断搅拌，以便物料混合均匀。
4.制造权利要求1中所述的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其特征是：所使用的原料为石灰石、熟石灰、碳酸钙，其中CaCO3的百分含量在95％以上。
5.制造权利要求1中所述的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其特征是：使用的含铝污泥为铝制品厂废水中和后的沉淀物，其中Al2O3含量在5％-30％之间。
6.制造权利要求1中所述的一种利用废盐酸、含铝污泥制备高效除氟剂的方法及应用，其特征是：所使用的稳定剂为磷酸和酒石酸的复配混合物。
7.一种利用废盐酸制备高效除氟剂的方法及应用，其主要特征是：上述高效除氟剂可以直接应用于各种含氟污水和废水的处理。
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