CN115583709A - 一种氟离子高效去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氟离子高效去除方法，包括如下步骤：(1)将氢氟酸溶液加热至50℃‑90℃，在搅拌过程中缓慢加入氢氧化铝，得到氟铝酸溶液；(2)在所述氟铝酸溶液中加入碳酸钠溶液，搅拌反应得到冰晶石溶液。本发明提供的氟离子高效去除方法可实现在制作冰晶石的过程中将含氟废水中的氟离子高效去除，既可以去除废水中的氟离子，又可以制作出有价值的冰晶石。
Description
技术领域
本发明属于水处理中氟离子去除技术领域，具体涉及一种氟离子高效去除方法。
背景技术
矿井水、电镀、光伏等行业生产带来的含氟废水的处理越来越多的被生产企业所关注，目前环保法规要求的外排标准要求小于1ppm。
而目前国内外对于这类废水的方法处理成本高，除氟效率低，目前主要停留在实验阶段，还未见大型工业化使用。
国内外市场的方法的劣势有：
1、普通阴树脂法劣势有：氟去除率极低、再生过程复杂，管理难、没有选择性，基本吸附所有阴离子、易发生“雪崩”现象。
2、活性炭吸附法劣势有：除氟效果极差，无法再生，废弃率高，成本昂贵。
3、活性氧化铝吸附法劣势有：连续运行时间短，易出现假疲劳、需要用酸碱调节进出水PH值才可使用、滤料易出现板结现象，使布水与集水不均匀，使用寿命一般不到2年、惧怕水中共存磷酸盐、出水有铝离子超标可能、再生时间长，再生复杂且管理复杂、滤料吸附容量低。
4、骨炭吸附法劣势有：原材料成本昂贵、强度差，易破碎、运转复杂，管理难度极高，再生液浓度把控不好，极易造成材料破碎失效、出水有异味。所以选择一种合理、工艺先进的除氟工艺就显得尤为重要了。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供除氟效果较好的氟离子高效去除方法。
本发明提供一种氟离子高效去除方法，包括如下步骤：
(1)将氢氟酸溶液加热至50℃-90℃，在搅拌过程中缓慢加入氢氧化铝，得到氟铝酸溶液；
(2)在所述氟铝酸溶液中加入碳酸钠溶液，搅拌反应得到冰晶石溶液。
优选地，所述氢氟酸溶液中，水和氢氟酸的质量比为(1:0.1)-(1:0.4)。
优选地，所述碳酸钠溶液中，水和碳酸钠的质量比为(1:0.2)-(1:0.4)。
优选地，所述氢氟酸溶液为含有氢氟酸的废水。
优选地，所述步骤(2)中，控制满足如下摩尔比：Na:Al:F＝2:3:6。
优选地，所述步骤(2)中，加入碳酸钠溶液的加料时间为15-30分钟。
优选地，所述步骤(1)中加入氢氧化铝后还包括搅拌5-20分钟的步骤。
优选地，所述加入氢氧化铝的料浆的比重为1.4。
优选地，所述加热温度为60℃-80℃。
本发明提供的氟离子高效去除方法可实现在制作冰晶石的过程中将含氟废水中的氟离子高效去除，既可以去除废水中的氟离子，又可以制作出有价值的冰晶石。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供一种氟离子高效去除方法，包括如下步骤：
(1)将氢氟酸溶液加热至50℃-90℃，在搅拌过程中缓慢加入氢氧化铝，得到氟铝酸溶液；
(2)在氟铝酸溶液中加入碳酸钠溶液，搅拌反应得到冰晶石溶液。
本发明提供的氟离子高效去除方法的，主要的化学反应方程式如下：
AL(OH)3+6HF＝H3AlF6+3H20；
2H3AlF6+3Na2CO3＝2Na3AlF6+3C02+3H20。
在优选实施例中，氢氟酸溶液中，水和氢氟酸的质量比为(1:0.1)-(1:0.4)。
在优选实施例中，碳酸钠溶液中，水和碳酸钠的质量比为(1:0.2)-(1:0.4)。
在优选实施例中，氢氟酸溶液为含有氢氟酸的废水，通过试验反应后可将污水中氟离子带出。
在优选实施例中，步骤(2)中，控制满足如下摩尔比：Na:Al:F＝2:3:6。
在优选实施例中，步骤(2)中，加入碳酸钠溶液的加料时间为15-30分钟。
在优选实施例中，步骤(1)中加入氢氧化铝后还包括搅拌5-20分钟的步骤。
在优选实施例中，加入氢氧化铝的料浆的比重为1.4。
在优选实施例中，加热温度为60℃-80℃。
本发明提供的氟离子高效去除方法，可用于工业废水中氟的去除，通过使用氢氧化铝处理含氢氟酸的废水，将氢氧化铝添加入废水中与氢氟酸反应得到氟铝酸和水，然后碳酸钠溶液与氟铝酸溶液搅拌反应得到冰晶石溶液，将氟离子去除。
以氢氟酸的酸性想溶解氢氧化铝自然不容易，但是氟离子很容易和铝离子形成可溶性配合物，使反应得以顺利进行，通过再加入碳酸钠溶液后反应得到六氟合铝酸钠(冰晶石)、二氧化碳和水，最终得到的产物冰晶石纯度高，具有再利用价值，同时本方法反应时间短，流程步骤简单，操作容易，易于实现工业化生产。
本发明提供的氟离子高效去除方法能够实现含氢氟酸的废水的高效除氟，同时得到的产物冰晶石纯度高，具有再利用价值。相对于现有技术中采用吸附方法除氟效率更高，并且得到的冰晶石又能够再利用，结合了废水的处理和冰晶石的制备为一个工艺中，节能环保，并且经济效益非常显著。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举较佳实施例对其做进一步详细说明。
实施例1
反应方程式各化学原料所需摩尔质量如下：
Al(OH)3摩尔质量为78g/mol；
6HF摩尔质量为120g/mol；
H3AlF6摩尔质量为144g/mol；
3H20摩尔质量为54g/mol；
2H3AlF6摩尔质量为288g/mol；
3Na2CO3摩尔质量为318g/mol；
2Na3AlF6摩尔质量为420g/mol；
3C02摩尔质量为88g/mol；
3H20摩尔质量为54g/mol。
具备步骤如下：
⑴在反应器皿中，加入质量已配比好为20％的含氢氟酸废水440L，升温至 70℃，在搅拌时候加入比重1.4的氢氧化铝料浆0.2m3，搅拌10分钟，待溶液变清后，得氟铝酸溶液，备用；
⑵在温度80℃下，将氟铝酸溶液与配比30％的碳酸钠溶液反应，按摩尔比 Na:Al:F＝2:3:6持续加料，边加料边搅拌，加料时间20分钟，加料完成之后再搅拌10分钟，反应结束，得冰晶石浆料；反应结束氟离子去除。经过测试，该冰晶石符合合冰晶石国家标准(GB/T4291-2007)中的有关要求，处理后的含氢氟酸废水处理后废水氟化物含量可达到1ppm以下，稳定达标《地表水环境质量标准》GB3838-2002。可见经过本实施例处理后得到的冰晶石符合标准规定，得到的处理后废水达到排放要求。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种氟离子高效去除方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将氢氟酸溶液加热至50℃-90℃，在搅拌过程中缓慢加入氢氧化铝，得到氟铝酸溶液；
(2)在所述氟铝酸溶液中加入碳酸钠溶液，搅拌反应得到冰晶石溶液。
2.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液中，水和氢氟酸的质量比为(1:0.1)-(1:0.4)。
3.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述碳酸钠溶液中，水和碳酸钠的质量比为(1:0.2)-(1:0.4)。
4.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液为含有氢氟酸的废水。
5.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述步骤(2)中，控制满足如下摩尔比：Na:Al:F＝2:3:6。
6.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加入碳酸钠溶液的加料时间为15-30分钟。
7.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述步骤(1)中加入氢氧化铝后还包括搅拌5-20分钟的步骤。
8.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述加入氢氧化铝的料浆的比重为1.4。
9.如权利要求1所述的氟离子高效去除方法，其特征在于，所述加热温度为60℃-80℃。
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