CN111661864A - 一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 - Google Patents
一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111661864A CN111661864A CN202010705716.7A CN202010705716A CN111661864A CN 111661864 A CN111661864 A CN 111661864A CN 202010705716 A CN202010705716 A CN 202010705716A CN 111661864 A CN111661864 A CN 111661864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorine
- containing wastewater
- barium
- calcium
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title claims abstract description 65
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 63
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical group [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 claims description 15
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 12
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 8
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 8
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UCVMQZHZWWEPRC-UHFFFAOYSA-L barium(2+);hydrogen carbonate Chemical compound [Ba+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O UCVMQZHZWWEPRC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 claims 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 6
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- XDFCIPNJCBUZJN-UHFFFAOYSA-N barium(2+) Chemical compound [Ba+2] XDFCIPNJCBUZJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Inorganic materials [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009297 electrocoagulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001637 plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/20—Halides
- C01F11/22—Fluorides
Abstract
本发明公开了一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法，包括如下内容：(1)将含氟废水与能溶于水的钡盐或钡盐水溶液混合得到沉淀；(2)将步骤(1)得到的沉淀用酸性水溶液溶解得酸性混合溶液；(3)将步骤(2)的得到的酸性混合溶液与钙盐混合生成CaF2沉淀。本发明方法制备得到的氟化钙纯度均为99％以上，颗粒粒度为20～300微米，可用于冶金，化工原料，也可用于制造升级冶金级硅、制造太阳能电池，还可用于制造大规模集成电路光刻设备镜头等高端产品。本发明方法对含氟废水中的氟离子进行了充分地回收和利用，避免了氟资源的浪费，工艺流程简单，能耗低，钡盐可反复使用，生产成本低，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化工生产领域，具体涉及一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法。
背景技术
近年来，随着光伏产业和半导体行业快速发展，各种各样的氟原料被开采，在利用这些原料生产含氟产品时，会直接或间接产生大量的含氟废水，若不进行处理就直接排放，不仅会污染环境，还会造成氟资源的严重浪费。
国内外处理含氟废水的方法很多，如化学沉淀法、吸附法、电凝聚法、反渗透膜、离子交换法等。因方法简单、处理方便、费用低等优点，目前大部分工厂均采用化学沉降法处理含氟废水，但沉淀剂和工艺的选择至关重要，会影响后期工艺的处理。如化学沉降法多以石灰作沉淀剂，在沉淀物生成过程中，以氢氧化钙不溶物为“核”，反应生成的氟化钙沉积在“核”的表面，形成“氟在外、碳在内”的钙盐复合体，有助于固液分离，但此方法得到的氟化钙纯度不高，若单独采用氯化钙，则形成氟化钙沉淀过程很慢，需要添加其它盐，构成离子效应，加快氟化钙沉淀，形成钙盐复合体，也会导致沉淀物包有其它杂质，纯度不高。
中国专利CN101624203A公开了一种从含氟废水中制取氟化钙的方法，通过加热浓缩方式，提高含氟废水中的氟含量，控制在1％以上，然后加入氯化钙溶液进行反应，生成氟化钙沉淀，此方法虽然可以回收了一定量的氟元素，减少环境污染和资源浪费，但存在能耗过大、收率低以及纯度不高等问题。
随着科技的发展，人们对氟化物的需求与日俱增，因此对氟化钙污泥的再生利用迫在眉睫。目前针对工艺含氟废水中的含氟回收使用中，都存在着平均纯度不高，含有其它杂质等问题，且平均粒度小，比表面积很大，使得产品脱水难度高，生产效率低，不利于大规模生产，对后期应用的影响很大。基于以上因素考虑，开发合理利用含氟废水的氟的工艺方法尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用含氟废水制备氟化钙的方法，制备得到的氟化钙晶体纯度高，杂质少。
本发明提供了一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法，其特征在于，包括如下内容：(1)将含氟废水与能溶于水的钡盐或钡盐水溶液混合得到沉淀；
(2)将步骤(1)得到的沉淀用酸性水溶液溶解得酸性混合溶液；
(3)将步骤(2)的得到的酸性混合溶液与钙盐水溶液混合生成CaF2沉淀。
应当理解的是，步骤(3)中使用的酸性混合溶液仅指澄清的溶液部分，若步骤(2)将沉淀溶于酸性水溶液中时有不溶物，应通过固液分离除去不溶物后，用清液进行后续步骤，避免不溶物使后续氟化钙生成时形成钙盐复合体，影响产品纯度。
步骤(3)中使用的氯化钙水溶液应保证是澄清溶液，即氯化钙为全溶状态，避免形成包裹式复盐复合体沉淀物，影响产品纯度。
在本发明的具体实施方式中，步骤(1)中，添加的钡盐或钡盐水溶液使含氟废水中的F-沉淀完全，用量可根据含氟废水的氟离子的含量或检测废水中氟离子的浓度变化常规确定。当然，若含氟废水中还含有少量SO4 2-等其它可与Ba2+产生沉淀的离子，应当考虑损耗的部分。
进一步地，所述钡盐的用量为F:Ba摩尔比为1:0.5～0.8，加入方式不限。
进一步地，步骤(1)中，F-沉淀完全后，加入能溶于水的碳酸盐使钡离子沉淀完全，然后将混合沉淀物一起通过步骤(2)用酸性水溶液溶解‘
进一步地，所述能溶于水的碳酸盐的加入方式为直接加入碳酸盐固体粉末或以碳酸盐水溶液的形式加入，所述能溶于水的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或几种。
在实际应用的过程中，考虑成本因素，碳酸盐优选碳酸铵。
本发明中，加入碳酸铵的目的是使经钡盐溶液处理后的废水中过量的Ba2+转化为BaCO3沉淀，回收Ba2+，保证钡离子在整个过程中不损失，便于在下次处理含氟废水时循环使用于，有效地回收氟元素，节约成本。
进一步地，所述钡盐选自氯化钡、碳酸氢钡、硝酸钡中的一种或几种。
在本发明的具体实施方式中，所述钡盐为氯化钡。
若采用氯化钡溶液和其他钡盐联合使用，可产生同离子效应，加快沉降速度。
在本发明的具体实施方式中，是使用钡盐水溶液与含氟废水混合。
进一步地，所述钙盐选自氯化钙和/或硝酸钙；所述酸性水溶液的溶质选自HCl和/或HNO3。
进一步地，使用的钙盐的阴离子与后续使用的酸性水溶液中溶质的阴离子一致，主要是为了使溶液中的离子种类保持不变，方便统一回收处理使用，对氟化钙产品并无实质性影响。
在本发明的具体实施方式中，所述酸性水溶液为盐酸。
进一步地，将酸性混合液与氯化钙水溶液混合的过程中，控制混合体系的pH≤1.5。
pH值越小，氟化钙的溶解性越大，在反应过程中控制混合体系的pH≤1.5，体系中氟离子和钙离子浓度更大，更容易形成大颗粒的氟化钙，且纯度更高。
进一步地，氯化钙水溶液的用量为F:Ca摩尔比为1:0.5～0.8，确保氟离子彻底生成氟化钙。
本发明中，可全程在室温下进行，为了提高效率，可将步骤(2)和/或步骤(3)都在40℃～95℃下进行。
在本发明的具体实施方式中，步骤(2)是在40～95℃下进行，优选55～70℃。
进一步地，步骤(3)在40～95℃下进行，优选55～70℃。
本发明方法中，在添加氯化钙溶液时，可以适当使用有机絮凝剂，如聚丙烯酰胺，有机絮凝剂的作用是，在溶液中形成胶体，悬浮在溶液中，与氟化钙颗粒接触，在分子间作用力下，快速形成较大颗粒的氟化钙沉淀物，有利于更快速地过滤，得到较大颗粒晶体状物质。
本发明所述的含氟废水的来源没有特殊限制，但不应有不溶物，若有固体杂质，应先去除固体杂质，再采用本发明方法进行处理；起始含氟废水的酸碱性对制备氟化钙纯度影响不大，但pH应至少≥4，才能保证氟化钡沉淀的顺利生成，若废水的pH过小，则需调整其pH≥4后，再与可溶于水的钡盐和钡盐水溶液混合；为了更好地回收氟离子，在加钡盐时，可把废水pH值控制在8以上更优。
进一步地，将CaF2沉淀洗涤至中性，干燥，可得到高纯度的CaF2产品。
进一步地，所述干燥的温度为100～600℃，优选先在100～200℃干燥后再在300～600℃烧结干燥。
在本发明的具体实施方式中，是先在150℃干燥后再在550℃烧结干燥。
本发明方法中，在制备得到氟化钙后，剩余的含有氯化钡、盐酸、氯化钙等物质的混合液，其主要成分为Ba2+、Ca2+、Cl-和H+等离子，可直接用于新的含氟废水的处理中，也可以通过碱进行中和再使用。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明方法制备得到的氟化钙晶体，杂质少，产品的纯度为99％以上，可达99.9％，颗粒粒度范围为12～300微米，可用于冶金，化工原料，而不会引起物理和品质等方面问题。
(2)本发明方法制备得到的氟化钙产品品质高，可用于制造升级冶金级(UMG)硅(还称为UMG-Si)，用于制造太阳能电池，以及可用于制造大规模集成电路光刻设备镜头等高端产品。
(3)本发明方法对含氟废水中的氟离子进行了充分地回收和利用，变废为宝，避免了氟资源的浪费。
(4)本发明工艺流程简单，能耗低，钡盐可反复使用，生产成本低，可进行大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中，氟离子含量用F电位分析法；产品分析采用等离子发射光谱测定或X-射线衍射分析等检测仪器。
实施例、对比例使用的含氟废水均为生产稀土冶炼行业及氟化工使用和制备原材料产生的含氟废水。
实施例1
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为19g/L,pH值为8，缓慢加入溶质为500kg氯化钡溶液，有大量氟化钡沉淀物产生，直到含氟废水的F-含量数值基本上不变化，然后加入碳酸铵至沉淀物不增长为止，静止2～3h,测得F-含量数值跟之前测最后数值一样。将上层混合清液滤掉，测其F-含量为30mg/L,pH值为9。在带有搅拌的酸性混合液罐中加入盐酸溶液和无离子水，启动搅拌，然后加热至50℃，把沉淀物转到酸性混合液罐进行溶解，待滤渣溶解完全后，再加入盐酸至pH值为1.5以下。待酸性混合液稳定后，缓缓加入240Kg氯化钙溶液开始反应，溶液开始浑浊，氟化钙沉淀物颗粒增多且颗粒变粗，当反应进行2h后停止，静止20min。通过泵将酸性混合液罐的上层混合清液往钡离子混合液罐打入收集，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至PH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为155Kg,氟化钙的纯度为99.4％，平均粒度为12.1微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.25％。
实施例2
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为20g/L,pH值为8.5，缓慢加入实施例1收集的钡离子混合液，直到含氟废水的F-含量数值基本上不变化，有大量氟化钡沉淀物产生，静止2～3h,测得F-含量数值跟之前测最后数值一样。将上层混合清液滤掉，测其F-含量为35mg/L,pH值为9。在带有搅拌的酸性混合液罐中加入盐酸溶液和无离子水，启动搅拌，然后加热至60℃,把滤渣转到酸性混合液罐进行溶解，待滤渣溶解完全后，再加入盐酸至pH值为1.5以下。待酸性混合液稳定后，缓缓加入250Kg氯化钙溶液开始反应，溶液开始浑浊，氟化钙沉淀物颗粒增多且颗粒变粗，当反应进行2h后停止，静止20min。通过泵将酸性混合液罐的上层混合清液往钡离子混合液罐打入，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至pH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为163Kg,氟化钙的纯度为99.9％，平均粒度为23.2微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.27％。
实施例3
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为15g/L,pH值为4，缓慢加入实施例1收集的钡离子混合液，有大量氟化钡沉淀物产生，直到含氟废水的F-含量数值基本上不变化，然后加入碳酸铵至沉淀物不增长为止，静止2～3h,测得F-含量数值跟之前测最后数值一样。将上层混合清液滤掉，测其F-含量为25mg/L,pH值为8。在带有搅拌的酸性混合液罐中加入盐酸溶液和无离子水，启动搅拌，然后加热至70℃,把沉淀物转到酸性混合液罐进行溶解，待滤渣溶解完全后，再加入盐酸至PH值为1.5以下。待酸性混合液稳定后，缓缓加入190Kg氯化钙溶液开始反应，溶液开始浑浊，氟化钙沉淀物颗粒增多且颗粒变粗，当反应进行2h后停止，静止20min。通过泵将酸性混合液罐的上层混合清液往钡离子混合液罐打入，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至pH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为123Kg,氟化钙的纯度为99.7％，平均粒度为14.9微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.23％。
实施例4
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为15g/L,pH值为5，缓慢加入实施例1收集的钡离子混合液，有大量氟化钡沉淀物产生，直到含氟废水的F-含量基本上不变化，然后加入碳酸铵至沉淀物不增长为止，静止2～3h,测得F-含量跟之前测最后数值一样。将上层混合清液滤掉，测其F-含量为25mg/L,pH值为8.5。在带有搅拌的酸性混合液罐中加入盐酸溶液和无离子水，启动搅拌，然后加热至55℃,把沉淀物转到酸性混合液罐进行溶解，待滤渣溶解完全后，再加入盐酸至pH值为1.5以下。待酸性混合液稳定后，缓缓加入190Kg氯化钙溶液开始反应，溶液开始浑浊，氟化钙沉淀物颗粒增多且颗粒变粗，当反应进行2h后停止，静止20min。通过泵将酸性混合液罐的上层混合清液往钡离子混合液罐打入，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至PH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为123Kg,氟化钙的纯度为99.5％，平均粒度为16.3微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.27％。
实施例5
本实施例的实施方法同实施例2，区别在于含氟废水的F-含量为10g/L，pH值为8，处理后含氟废水的F-含量为28mg/L,氯化钙的量为125kg,制备的氟化钙为81.5kg,纯度为99.5％，平均粒度为32微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.26％。
实施例6
本实施例的实施方法同实施例2，区别在于含氟废水的F-含量为5g/L，pH值为9，处理后含氟废水的F-含量为30mg/L,氯化钙的量为63kg,制备的氟化钙为40kg,纯度为99.3％，平均粒度为16.8微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.22％。
实施例7
本实施例的实施方法同实施例2，区别在于含氟废水的F-含量为8g/L，pH值为8，处理后含氟废水的F-含量为35mg/L,氯化钙的量为100kg,制备的氟化钙为65kg,纯度为99.0％，平均粒度为16微米，在550℃灼烧3小时，损失为0.21％。
比较例1
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为19g/L,pH值为5，缓慢加入溶质为200kg氢氧化钙溶液，有大量氟化钙沉淀物产生，直到含氟废水的F-含量数值基本上不变化，静止2～3h,测得F-含量为30mg/L,pH值为8。将上层混合清液排掉，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至pH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为146Kg,氟化钙的纯度为93％，平均粒度为2.7微米，在550℃灼烧3小时，损失为6.6％。
比较例2
在温度为25℃和没有不溶物的4m3含氟废水槽中，F-含量为25g/L,pH值为6，缓慢加入溶质为330kg氯化钙溶液，有大量氟化钙沉淀物产生，直到含氟废水的F-含量数值基本上不变化，静止2～3h,测得F-含量为27mg/L,pH值为8.5。将上层混合清液排掉，留下氟化钙沉淀物，加入无离子水和氢氧化钠进行清洗至pH值为7，重复清洗三次，进行固液分离，通过抽滤机或离心机将固相进行脱水，把滤饼放入150℃烘箱干燥3h,氟化钙重为205Kg,氟化钙的纯度为95％，平均粒度为3.6微米，在550℃灼烧3小时，损失为1.1％。
对比可知，采用本发明方法制备得到的氟化钙纯度更高，均在99％以上，最高可达99.9％，且粒度范围为12～300微米；而目前现有技术中最常用的两种方法，未通过钡离子转化沉淀，制得的氯化钡纯度低，粒度小。
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 (10)
1.一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法，其特征在于，包括如下内容：(1)将含氟废水与能溶于水的钡盐或钡盐水溶液混合得到沉淀；
(2)将步骤(1)得到的沉淀用酸性水溶液溶解得酸性混合溶液；
(3)将步骤(2)的得到的酸性混合溶液与钙盐水溶液混合生成CaF2沉淀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，添加的钡盐或钡盐水溶液使含氟废水中的F-沉淀完全；进一步地，所述钡盐的用量为F:Ba摩尔比为1:0.5～0.8；
进一步地，步骤(1)中，F-沉淀完全后，加入能溶于水的碳酸盐使钡离子沉淀完全，然后将混合沉淀物一起通过步骤(2)用酸性水溶液溶解；
进一步地，所述能溶于水的碳酸盐的加入方式为直接加入碳酸盐固体粉末或以碳酸盐水溶液的形式加入，所述能溶于水的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或几种，优选碳酸铵。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钡盐选自氯化钡、碳酸氢钡、硝酸钡中的一种或几种，优选氯化钡。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用钡盐水溶液与含氟废水混合。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钙盐选自氯化钙和/或硝酸钙；所述酸性水溶液的溶质选自HCl和/或HNO3；进一步地，使用的钙盐的阴离子与后续使用的酸性水溶液中溶质的阴离子一致。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将酸性混合液与氯化钙水溶液混合的过程中，控制混合体系的pH≤1.5。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，氯化钙水溶液的用量为F:Ca摩尔比为1:0.5～0.8。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)在40～95℃下进行，优选55～70℃；进一步地，步骤(3)在40～95℃下进行，优选55～70℃。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氟废水无固体杂质，进一步地，所述含氟废水pH≥4。
10.根据权利要求1、2、8任一项所述的制备方法，其特征在于，将CaF2沉淀洗涤至中性，干燥；进一步地，所述干燥的温度为100～600℃，优选先在100～200℃干燥后再在300～600℃烧结干燥；进一步地，是先在150℃干燥后再在550℃烧结干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010705716.7A CN111661864A (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010705716.7A CN111661864A (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111661864A true CN111661864A (zh) | 2020-09-15 |
Family
ID=72392845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010705716.7A Pending CN111661864A (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111661864A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113072157A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-06 | 南京大学 | 一种光伏含氟废水资源化方法 |
| CN113480516A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-10-08 | 波塞冬(江苏)新材料科技有限公司 | 一种含氟环丁砜料液除氟工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1906129A (zh) * | 2004-01-21 | 2007-01-31 | 森田化学工业株式会社 | 氟化钙的生产方法及其再使用方法和循环使用方法 |
| CN101967003A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-02-09 | 宁波诺尔丽化学科技有限公司 | 一种利用有机氟化反应废料制备氟化钡的方法 |
| CN203212397U (zh) * | 2013-02-06 | 2013-09-25 | 北京国环清华环境工程设计研究院有限公司 | 处理太阳能电池片生产中含氟废水的系统 |
| CN105836783A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 上海交通大学 | 一种高浓度含氟废水多级处理原位制备高纯CaF2的方法 |
| CN105948328A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-21 | 杭州水之乐环保技术有限公司 | 含氟废水流化床结晶法低排放净化处理技术 |
| CN109775743A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 盛隆资源再生（无锡）有限公司 | 一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法 |
-
2020
- 2020-07-21 CN CN202010705716.7A patent/CN111661864A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1906129A (zh) * | 2004-01-21 | 2007-01-31 | 森田化学工业株式会社 | 氟化钙的生产方法及其再使用方法和循环使用方法 |
| US20090180947A1 (en) * | 2004-01-21 | 2009-07-16 | Morta Chemical Industrial Co., Ltd. | Method For Producing Calcium Fluoride, Reusing Method And Recycling Method Thereof |
| CN101967003A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-02-09 | 宁波诺尔丽化学科技有限公司 | 一种利用有机氟化反应废料制备氟化钡的方法 |
| CN203212397U (zh) * | 2013-02-06 | 2013-09-25 | 北京国环清华环境工程设计研究院有限公司 | 处理太阳能电池片生产中含氟废水的系统 |
| CN105836783A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 上海交通大学 | 一种高浓度含氟废水多级处理原位制备高纯CaF2的方法 |
| CN105948328A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-21 | 杭州水之乐环保技术有限公司 | 含氟废水流化床结晶法低排放净化处理技术 |
| CN109775743A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 盛隆资源再生（无锡）有限公司 | 一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113480516A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-10-08 | 波塞冬(江苏)新材料科技有限公司 | 一种含氟环丁砜料液除氟工艺 |
| CN113072157A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-06 | 南京大学 | 一种光伏含氟废水资源化方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103011453B (zh) | 一种太阳能电池片生产中含氟废水的处理方法 | |
| WO2022116692A1 (zh) | 利用废磷酸铁锂正极粉提锂渣制备磷酸铁的方法和应用 | |
| JP6864739B2 (ja) | リチウム化合物の製造方法 | |
| CN102041380B (zh) | 一种低温法从矿石中提锂的生产工艺 | |
| CN111661864A (zh) | 一种利用含氟废水制备高纯度氟化钙的方法 | |
| CN114314625B (zh) | 一种复杂铝电解质回收氟化盐的方法 | |
| CN105271347A (zh) | 一种利用毒重石-钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法 | |
| CN1252295C (zh) | 一种以盐湖水氯镁石为原料制取高纯镁砂的方法 | |
| CN111348669A (zh) | 一种六氟铝酸钠的制备方法 | |
| CN112897530B (zh) | 一种高效溶解硅酸盐类物质并提取高纯氧化硅的方法 | |
| CN102502608A (zh) | 一种天然隐晶质石墨的提纯方法 | |
| CN109179457B (zh) | 一种电解铝废渣中锂的提取方法 | |
| CN203212397U (zh) | 处理太阳能电池片生产中含氟废水的系统 | |
| CN114457237B (zh) | 一种从铝电解质酸性浸出液中回收锂的方法 | |
| CN106277017A (zh) | 一种利用太阳能电池芯片生产废水生产高纯氟化钙的系统 | |
| CN104692436B (zh) | 一种由粉煤灰制备冰晶石的方法 | |
| CN104150478A (zh) | 一种由稻壳制备超级电容器用活性炭材料的绿色循环工艺 | |
| CN113120938A (zh) | 一种利用含氟废水制备氟化钙的方法 | |
| CN115156238B (zh) | 一种铝电解废阴极碳块综合回收资源化利用方法及其应用 | |
| CN113896214B (zh) | 一种硫酸锂溶液吸附碳化制备高纯碳酸锂的方法 | |
| CN115893340A (zh) | 一种利用氟化钙污泥与五氧化二磷发生固相反应制备五氟化磷的方法 | |
| CN109095484A (zh) | 一种利用脱硫废水制取氢氧化镁的方法 | |
| CN102320990B (zh) | 从盐酸土霉素废液中回收土霉素的方法 | |
| CN113371749A (zh) | 一种半导体行业含钙污泥的处理方法 | |
| CN112663092A (zh) | 一种甲基磺酸型剥锡废液的处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |