CN104649391A - 一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理和水处理制备领域，公开了一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，所述方法包括如下步骤：往含氟废酸中加入氯化钙和铝酸钙粉，搅拌反应后进行熟化，过滤去除含氟固体废渣，得到聚合铝溶液。本发明所述方法通过钙盐沉淀法去除含氟废酸中的氟离子，采用的氯化钙在去除氟离子的同时为制备聚合铝提供盐酸原料；且采用铝酸钙酸溶法生成聚合铝，且铝酸钙中的氧化钙在调节聚合氯化铝的碱基度的同时可沉淀一部分氟离子，减少氯化钙的投加量。本发明所述方法操作简单，氟离子去除效率高，并在实现含氟废酸中氟离子去除的同时，将废水里面的酸资源化利用，生产的聚合铝可用于废水的处理且具有良好的处理效果。

Description

一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法
技术领域
本发明属于废水处理和水处理剂制备领域，具体涉及一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法。
背景技术
氟是人体中重要的微量元素，是牙齿及骨骼必要的成分。但过量摄入则会引起氟骨症和氟斑牙等中毒症状，且其极易被人体和动植物吸收，积累在生物体中造成中毒。而我国将近1亿人生活在高氟水地区，另外，大量的高氟工业废水也可能成为重要的污染来源。
在玻璃制品加工或其它处理工序中，有时需要使用氢氟酸或其它酸混合，进行表面处理，这样就不同程度地排出了含氟废酸，这些废水的酸性强，氟化物浓度高。目前通用的处理方法是采用石灰中和沉淀法处理，即向废水中投加石灰、石灰乳，在中和酸的同时除去废水中的氟离子，该工艺虽然操作简单，但需要消耗大量的石灰，且处理后废水中氟离子含量难以达到环保排放标准10mg/L以下。此外，简单的中和废酸并未充分利用酸的价值，是对资源的一种浪费。
聚合铝〔Polyaluminium Chloride〕简称PAC，它是上个世纪60年代后期正式投入工业生产和应用的一种新型高分子混凝剂净水材料。由于聚合铝具有投加量少、净化效率高、滤后水质好、成本低等一系列优点，近年来发展十分迅速，并广泛应用于上下水、循环用水、工业废水处理及污泥脱水等过程中，也是化工、轻工等部门广泛应用于固液分离操作中的一种重要药剂。聚合铝按照生产工艺大致分为：固体粉状聚合铝、液体聚合铝、喷雾干燥型聚合铝。
铝酸钙粉是灰白色粉末。主要成份是二铝酸钙(CaO·2A12O3)和一铝酸钙(CaO·A12O3)的混合物，微溶于水，水溶液呈碱性，PH值约为11。铝酸钙粉与无机强酸反应活性很高，在常温下即可启动发生，且放热量大，升温快，氧化铝的溶出率可达90％以上，用它做原料生产液体或固体聚合氯化铝能简化工艺，降低成本，提高产品质量，是目前国内外大多数聚合氯化铝生产厂家所采用的原材料。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种去除含氟废酸中氟离子并同时生产聚合铝的方法。所生产的聚合铝可做为一种水处理药剂应用于废水的处理，达到变废为宝，环保经济的目的。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，包括如下步骤：往含氟废酸中加入氯化钙和铝酸钙粉，搅拌反应后进行熟化，过滤去除含氟固体废渣，得到聚合铝溶液。
优选的，所述氯化钙与所述含氟废酸中氟离子的摩尔比为(0.4～0.6)：1；
优选的，所述含氟废酸中每1摩尔氟酸加入42～53克铝酸钙粉；
优选的，所述搅拌反应的温度为25～85℃；
优选的，所述搅拌反应的时间为0.5～3h。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明所述方法通过钙盐沉淀法去除含氟废酸中的氟离子，采用的氯化钙在去除氟离子的同时为制备聚合铝提供盐酸原料。
(2)本发明所述方法采用铝酸钙酸溶法生成聚合铝，且铝酸钙中的氧化钙在调节聚合氯化铝的碱基度的同时可沉淀一部分氟离子，减少氯化钙的投加量。
(3)本发明所述方法操作简单，氟离子去除效率高，并在实现含氟废酸中氟离子去除的同时，将废水里面的酸资源化利用，生产的聚合铝(含聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚合硝酸铝等)可用于废水的处理且具有良好的处理效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，步骤如下：取含氟废酸(含氟废酸中氟离子浓度为51912mg/L，以CaCO3计甲基橙酸度约为2.62×10^5mg/L)，加入氯化钙和铝酸钙粉，氯化钙投加量与含氟废酸中初始氟离子的摩尔比为0.4:1，即氯化钙投加量为122g/L，铝酸钙粉的投加量为220g/L，在25℃下搅拌反应2h后进行熟化，然后进行过滤，去除含氟沉淀废渣，得到的溶液即为液体聚合铝。
取搅拌反应后的水样进行氟离子浓度检测，得出搅拌反应后含氟废酸中氟离子的浓度为46.66mg/L。制备得到的液体聚合铝的氧化铝含量为6.03％，碱基度为58.17％。
利用本实施例所制液体聚合铝做混凝实验，处理某垃圾渗滤液，每升垃圾渗滤液中投加50mL所得液体聚合铝，反应后测得垃圾渗滤液的化学需氧量COD去除率为50.9％，色度去除率为77.6％。
实施例2
一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，步骤如下：取含氟废酸(含氟废酸中氟离子浓度为51912mg/L，以CaCO3计甲基橙酸度约为2.62×10^5mg/L)，加入氯化钙和铝酸钙粉，氯化钙投加量与含氟废酸中初始氟离子的摩尔比为0.5:1，即氯化钙投加量为152g/L，铝酸钙粉的投加量为250g/L，在75℃下搅拌反应3h后进行熟化，然后进行过滤，去除含氟沉淀废渣，得到的溶液即为液体聚合铝。
取搅拌反应后的水样进行氟离子浓度检测，得出搅拌反应后含氟废酸中氟离子的浓度为27.4mg/L，制备得到的液体聚合铝的氧化铝含量为6.82％，碱基度为66.34％。
利用本实施例所制液体聚合铝做混凝实验，处理某垃圾渗滤液，每升垃圾渗滤液中投加50mL所得液体聚合铝，反应后测得垃圾渗滤液的化学需氧量COD去除率为57.6％，色度去除率为78.3％。
实施例3
一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，步骤如下：取含氟废酸(含氟废酸中氟离子浓度为51912mg/L，以CaCO3计甲基橙酸度约为2.62×10^5mg/L)，加入氯化钙和铝酸钙粉，氯化钙投加量与含氟废酸中初始氟离子的摩尔比为0.6:1，即氯化钙投加量为182g/L，铝酸钙粉的投加量为280g/L，在85℃下搅拌反应0.5h后进行熟化，然后进行过滤，去除含氟沉淀废渣，得到的溶液即为液体聚合铝。
取搅拌反应后的水样进行氟离子浓度检测，得出搅拌反应后含氟废酸中氟离子的浓度为8.4mg/L，制备得到的液体聚合铝的氧化铝含量为7.17％，碱基度为70.28％。
利用本实施例所制液体聚合铝做混凝实验，处理某垃圾渗滤液，每升垃圾渗滤液中投加50mL所得液体聚合铝，反应后测得垃圾渗滤液的化学需氧量COD去除率为61.6％，色度去除率为79.7％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用含氟废酸制备聚合铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：往含氟废酸中加入氯化钙和铝酸钙粉，搅拌反应后进行熟化，过滤去除含氟固体废渣，得到聚合铝溶液。
2.根据权利要求1所述的利用含氟废酸制备聚合铝的方法，其特征在于：所述氯化钙与所述含氟废酸中氟离子的摩尔比为(0.4～0.6)：1。
3.根据权利要求1所述的利用含氟废酸制备聚合铝的方法，其特征在于：所述含氟废酸中每1摩尔氟酸加入42～53克铝酸钙粉。
4.根据权利要求1所述的利用含氟废酸制备聚合铝的方法，其特征在于：所述搅拌反应的温度为25～85℃。
5.根据权利要求1所述的利用含氟废酸制备聚合铝的方法，其特征在于：所述搅拌反应的时间为0.5～3h。
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