CN208212887U - 一种含氟气体净化回收系统 - Google Patents

Abstract

一种含氟气体净化回收系统，包括依次连接的第二储液仓、第二喷淋塔、第一储液仓、第一喷淋塔、水力旋流器和真空带式压滤机，且真空带式压滤机与第二储液仓连接，第一喷淋塔与第二喷淋塔连接，水力旋流器与第一储液仓连接，能对含氟气体进行两次吸附除氟，第二喷淋塔内的除氟剂溶液浓度高，二次除氟后，二次净化气体能达标排放，反应的溶液均能通过该系统进行回收利用，回收时分离出氟化稀土产品和过量的碳酸稀土盐，氟化稀土产品具有较好的经济价值，能销售出品，而过量的碳酸稀土盐则继续在含氟气体净化回收系统内继续循环使用，具有重大的环保意义。

Description

一种含氟气体净化回收系统

技术领域

本实用新型涉及气体净化领域，特别涉及一种含氟气体净化回收系统。

背景技术

锂云母是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含有铷和铯，也是提取这些稀有金属的重要原料。锂云母化学组成K(Li,Al)2.5-3[Si 3.5-3Al 0.5-1O10](OH,F)2，分析资料证明，凡是含锂元素的云母，均含一定数量的氟元素。含锂元素越高，氟元素的含量越高。典型的锂云母精矿中，含氟量一般在5％～8％之间(质量分数)。这些氟元素大部分以碱金属氟化物的形式存在于矿物中，因此，在对锂云母加工时，会生成副产物含氟气体，氟是积累性毒物，植物叶子、牧草能吸收氟，牛羊食用这种污染的草料后，会引起关节肿大、骨质疏松，甚至瘫卧不起。人摄入过量氟会干扰酶的活性，破坏钙、磷的代谢平衡，出现牙齿生斑、关节变形等症状的氟骨病，所以需对含氟气体对含氟气体进行处理，并使其达到排放标准。现阶段处理锂云母焙烧含氟废气主要采用钙盐法，钙盐主要有CaO、CaCl₂、Ca(OH)₂等，通过投加以钙盐为主的化学药品，形成氟化钙沉淀。该方法具有简单、处理方便和费用低的优点，但石灰的溶液度低，只能以乳状液的形式投加，且产生的CaF₂沉淀包裹在Ca(OH)₂颗粒的表面，使Ca(OH)₂不能被充分利用，导致石灰的用量大。处理后的废水中氟含量一般只能下降到20～50mg/L，不能达到《污水综合排放标准》中规定的一级标准，而且存在沉淀沉降缓慢、脱水困难、处理大流量排放物周期长、不适应连续处理连续和连续排放的缺点。采用钙盐法不能让含氟气体达到排放标准，处理后的固体产物为氟化钙，氟化钙的经济价值较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种含氟气体净化回收系统及含氟气体除氟方法。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种含氟气体净化回收系统，包括第一储液仓、第一喷淋塔、第二储液仓、第二喷淋塔、水力旋流器和真空带式压滤机，所述第二储液仓、所述第二喷淋塔、所述第一储液仓、所述第一喷淋塔、所述水力旋流器和所述真空带式压滤机依次连接，且所述真空带式压滤机与所述第二储液仓连接，所述第一喷淋塔与第二喷淋塔连接，所述水力旋流器与所述第一储液仓连接。

进一步地，还包括除氟剂料仓，所述除氟剂料仓与所述第二储液仓连接。

进一步地，还包括排浆泵，所述第一喷淋塔通过所述排浆泵与所述水力旋流器连接。

进一步地，所述第一喷淋塔内设置有PH测定仪。

进一步地，所述第二喷淋塔设置有PH测定仪。

本实用新型的有益效果是：通过含氟气体净化回收系统，能对含氟气体进行两次吸附除氟，第二喷淋塔内的除氟剂溶液浓度高，二次除氟后，二次净化气体能达标排放，反应的溶液均能通过该系统进行回收利用，回收时分离出氟化稀土产品和过量的碳酸稀土盐，氟化稀土产品具有较好的经济价值，能销售出品，而过量的碳酸稀土盐则继续在含氟气体净化回收系统内继续循环使用，具有重大的环保意义

附图说明

图1为一个实施例的含氟气体净化回收系统设备连接示意图；

图2为一个实施例的含氟气体净化回收系统及含氟气体除氟方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，在一个实施例中，一种含氟气体净化回收系统，包括第一储液仓100、第一喷淋塔200、第二储液仓300、第二喷淋塔400、水力旋流器500和真空带式压滤机600，所述第二储液仓300、所述第二喷淋塔400、所述第一储液仓100、所述第一喷淋塔200、所述水力旋流器500和所述真空带式压滤机600依次连接，且所述真空带式压滤机600与所述第二储液仓300连接，所述第一喷淋塔200与第二喷淋塔400连接，所述水力旋流器500与所述第一储液仓100连接。通过含氟气体净化回收系统，能对含氟气体进行两次吸附除氟，回收时分离出氟化稀土产品和过量的碳酸稀土盐，氟化稀土产品具有较好的经济价值，能销售出品，而过量的碳酸稀土盐则继续在含氟气体净化回收系统内继续循环使用，具有环保效果。

为方便理解本方案，具体地，所述第一喷淋塔具有第一进气口、第一处气口、第一进液口和第一出液口，所述第二喷淋塔具有第二进气口、第二出气口、第二进液口和第二出液口，所述含氟气体净化回收系统包括输气管、第一输液管、第二输液管、第三输液管和第四输液管，所述第一喷淋塔通过输气管与所述第二喷淋塔连接，且所述第一出气口通过所述输气管与所述第二进气口连通，所述第一储液仓通过所述第一输液管与所述第一喷淋塔连接，且所述第一输液仓的内部通过所述第一输液管与所述第一进液口连通，所述第一喷淋塔通过所述第二输液管与所述水力旋流器连接，且所述第一出液口通过所述第二输液管与所述水力旋流器的内部连通，所述第二储液仓通过所述第三输液管与所述第二喷淋塔连接，且所述第二储液仓的内部通过所述第三输液管与所述第二进液口连通，所述第二喷淋塔通过所述第四输液管与所述第一储液仓连接，且所述第二出液口通过所述第四输液管与所述第一储液仓的内部连通。这样，便能实现设备之间的物料输送。

为使得除氟剂溶液利于输送至第二储液仓300，便于连续供给，减少人工，在一个实施例中，还包括除氟剂料仓700，所述除氟剂料仓700与所述第二储液仓300连接。这样，配置好的除氟剂溶液能一次性供给到除氟剂料仓700，除氟剂料仓700的溶液能缓慢输送至第二储液仓300，使得不需要通过人工控制倾倒除氟剂溶液的流量，达到安全和节省人力效果，同时能使得除氟剂料仓700能连续供给除氟剂溶液到第二储液仓300，实现连续供给。为了更好地实现效果，还可使用公知手段对除氟剂料仓700输送到第二储液仓300的流量进行控制，达到节省人工、连续供给的效果。例如，为实现流量控制，使用三相微电脑时控开关操控液体泵以达到定时定量输送除氟剂溶液的功能。当然，还存在其他同等效果的公知技术手段以实现控制流量，本实施例不累赘叙述。

为使得第一喷淋塔200内的混合液能更好地输送至水力旋流器500，在一个实施例中，还包括排浆泵800，所述第一喷淋塔200通过所述排浆泵800与所述水力旋流器500连接。因第一喷淋塔200内的氟化稀土含量较第二喷淋塔400内的氟化稀土含量高，而氟化稀土在溶液当中呈胶状，所以，使用排浆泵800能更好地对第一喷淋塔200内的混合液进行输送，避免管道堵塞，加快混合液的输送速度。

实用新型者在实践中发现，第一喷淋塔200内的混合液在回收时，有一个回收混合液的最佳PH范围，为更好地监控第一喷淋塔200内混合液的PH值，在一个实施例中，所述第一喷淋塔200内设置有PH测定仪。这样，能对第一喷淋塔200内的混合液进行PH测定，使得能更好地监控第一喷淋塔200内的溶液PH值。

实用新型者在实践中发现，第二喷淋塔400内的混合液在回收时，有一个回收回收混合液的最佳PH范围，为更好地监控第二喷淋塔400内混合液的PH值，在一个实施例中，所述第二喷淋塔400设置有PH测定仪。这样，能对第二喷淋塔400内的混合液进行PH测定，使得能更好地监控第二喷淋塔400内的溶液PH值。

如图1和图2所示，在一个实施例中，提供一种含氟气体除氟方法，包括：

原料提供步骤：提供含氟气体。

除氟剂溶液准备步骤：配置包括稀土碳酸盐的除氟剂溶液，并在第一储液仓100和第二储液仓300内分别加入除氟剂溶液。

初次除氟步骤：将含氟气体通入第一喷淋塔200，并将第一储液仓100的除氟剂溶液输送至第一喷淋塔200，对含氟气体进行初次除氟，得到初次净化气体和第一反应液，该反应为HF+ReCO₃→ReF₃+H₂O，即该步骤中，含氟气体为HF(氟化氢)气体，而第一反应液中存在ReF3(氟化稀土)、少量的碳酸稀土盐和水。

二次除氟步骤：将初次净化气体从第一喷淋塔200输送至第二喷淋塔400，并将第二储液仓300的除氟剂溶液输送至第二喷淋塔400，对初次净化气体进行二次除氟，得到二次净化气体和第二反应液，并从第二喷淋塔400输出二次净化气体，该反应依然为为HF+ReCO₃→ReF₃+H₂O，该步骤中，HF(氟化氢)分子被除氟剂溶液完全吸收。

第一反应液回收步骤：将第一反应液从第一喷淋塔200输送至水力旋流器500进行分离，得到水和浆体，将水输送至第一储液仓100，并将浆体输送至真空带式压滤机600进行固液分离，得到氟化稀土和回收液，输出氟化稀土，并将回收液输送至第二储液仓300。该步骤中，为对第一反应液进行分离，即初次除氟步骤中产生的ReF3(氟化稀土)、少量的碳酸稀土盐和水混合溶液。水力旋流器分离出水和浆体，浆体的组成为氟化稀土、少量碳酸稀土盐和少量水，真空带式压滤机进行固液分离，使固体氟化稀土得到分离，即回收液中剩下少量碳酸稀土盐和少量水，分离完毕，将回收液输送至第二储液仓。

第二反应液回收步骤：将第二反应液输送至第一储液仓100。

结合含氟气体净化回收系统，通过本含氟气体除氟方法，能取得如下的有益效果：①得到氟化稀土产品，氟化稀土产品作为反应的副产品，具有较高的经济价值，作为销售能取得一定的销售利润；②充分利用了稀土碳酸盐，材料均能回收循环利用，二次除氟步骤后，未反应完全的稀土碳酸盐，回收至第一喷淋塔200继续使用，而第一喷淋塔200的稀土碳酸盐反应完毕后，经分离、过滤等操作得到副产品氟化稀土，并重复利用其分离液；③适应连续处理和连续排放，使用时，因含氟气体净化回收系统为一个循环的连接状态，输入含氟气体后，只需控制定时往第二储液仓300加入除氟剂溶液、排出氟化稀土和排出达标气体即可，能实现连续处理和连续排放情况。

除氟剂溶液的PH值会影响含氟气体的除氟效率，回收液、第二反应液和水混合至第一储液仓100时，第一储液仓100的除氟剂溶液的PH值会改变，而实践过程中发现，除氟剂溶液在一定的范围内，可能加氟离子的反应速率，所以可对第一储液仓100内的除氟剂溶液的PH值进行微调，以达到更好的除氟效果，在一个实施例中，所述第一储液仓100内的除氟剂溶液的PH值为7～9，在调整第一储液仓100内除氟剂溶液的除氟剂溶液浓度时，PH值控制在7～9的除氟剂溶液能很好地实现初次除氟的效果，显著增加除氟效率。

除氟剂溶液的PH值会影响含氟气体的除氟效果，在实践过程中，发现除氟剂溶液在一定的范围内能使得氟离子反应更加充分，为使得含氟气体的氟离子反应充分，在一个实施例中，所述第二储液仓300内的除氟剂溶液的PH值为5～8。PH值为5～8的除氟剂溶液能很好地对含氟气体内少量的氟离子进行吸附，使得微量的氟离子也能和除氟剂溶液充分反应，进而使得含氟溶液的除氟更加完全。

除氟剂溶液的稀土碳酸盐浓度会影响含氟气体的除氟效果，实践过程中发现除氟剂溶液的浓度在一定范围内，能使得除氟剂溶液更充分和更快地吸附含氟气体的氟离子，在一个实施例中，所述第二储液仓300内的所述除氟剂溶液的稀土碳酸盐浓度为50～100g/L。稀土碳酸盐保持在50～100g/L时，对氟离子的吸收更加快速，且氟离子与稀土碳酸盐的反应更加充分。

配置除氟剂溶液，在一个实施例中，所述除氟剂溶液由碳酸稀土盐与水混合配置而成。具体地，所述除氟剂溶液由碳酸镧、碳酸铈、碳酸镨、碳酸钕、碳酸钷、碳酸钐、碳酸铕、碳酸钆、碳酸铽、碳酸镝、碳酸钬、碳酸铒、碳酸铥、碳酸镱、碳酸镥、碳酸钇和碳酸钪的其中一种或几种与水混合配置而成。将上述的稀土碳酸盐的其中一种或几种溶解于水中，配置成除氟剂溶液，实现对含氟气体进行除氟效果。

在一个实施例中，提供一种除氟剂，由以下重量份物质组成：碳酸镧0.2～0.4，余量为纯水。

在一个实施例中，提供一种除氟剂，由以下重量份物质组成：碳酸镧0.1～0.2，碳酸铈0.1～0.2，余量为纯水。

在一个实施例中，提供一种除氟剂，由以下重量份物质组成：碳酸镧0.2～0.4，聚丙烯酰胺0.03～0.05，余量为纯水。

在一个实施例中，提供一种除氟剂，由以下重量份物质组成：碳酸镧0.34～0.36，聚丙烯酰胺0.038～0.042，余量为纯水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含氟气体净化回收系统，其特征在于，包括第一储液仓、第一喷淋塔、第二储液仓、第二喷淋塔、水力旋流器和真空带式压滤机，所述第二储液仓、所述第二喷淋塔、所述第一储液仓、所述第一喷淋塔、所述水力旋流器和所述真空带式压滤机依次连接，且所述真空带式压滤机与所述第二储液仓连接，所述第一喷淋塔与第二喷淋塔连接，所述水力旋流器与所述第一储液仓连接。

2.如权利要求1所述的含氟气体净化回收系统，其特征在于，还包括除氟剂料仓，所述除氟剂料仓与所述第二储液仓连接。

3.如权利要求1所述的含氟气体净化回收系统，其特征在于，还包括排浆泵，所述第一喷淋塔通过所述排浆泵与所述水力旋流器连接。

4.如权利要求1所述的含氟气体净化回收系统，其特征在于，所述第一喷淋塔内设置有PH测定仪。

5.如权利要求1所述的含氟气体净化回收系统，其特征在于，所述第二喷淋塔设置有PH测定仪。