專利名稱：一種從含氟廢水中制取氟化鈣的裝置及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含氟廢水中制取氟化鈣的裝置以及該裝置的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
氟化鈣是一種白色味苦的鹽，可以用作制冷劑、防凍液、化工原料，在工業(yè)上具有廣泛的用途。傳統(tǒng)的氟化鈣的工業(yè)生產(chǎn)方法基本上都是利用堿廠廢液，強制蒸發(fā)除鹽，升降膜蒸發(fā)濃縮，使氟化鈣含量到達60% -70%后冷卻得到成品，此外還有鹽酸石灰法，氯化鉀廢液回收法等。氟化鈣在化學(xué)工業(yè)上主要用于制造氫氟酸，鋼鐵工業(yè)中作助溶劑，還可以作陶瓷釉的組分等。利用氟化鈣作為原料可以生產(chǎn)出高濃度的氟，氟是當(dāng)今新材料領(lǐng)域的重要元素，在高性能材料行列中占據(jù)突出重要位置并擁有廣闊市場?，F(xiàn)有技術(shù)中提到一種二水氯化鈣中副產(chǎn)氟化鈣的方法，利用氟化氫-粘土鹽鹵法生產(chǎn)冰晶石產(chǎn)生的廢酸、石灰及石灰石為原料，根據(jù)副產(chǎn)品冰母液的特性，生產(chǎn)出氯化鈣， 并副產(chǎn)氟化鈣、冰晶石、氯化鈉?，F(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的氟化鈣純度低，生產(chǎn)效率不高，氟的回收利用率低，同時，氟的生產(chǎn)與應(yīng)用過程中產(chǎn)生了大量含氟廢水和低濃度有水氫氟酸，目前只是簡單處理后排放，不僅環(huán)境受污染，也造成氟資源的嚴重浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計一種從含氟廢水中生產(chǎn)氟化鈣的裝置，提高氟的利用率，同時降低了氟對環(huán)境的污染。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用一種從含氟廢水中制取氟化鈣的方法，包括以下步驟(1)先將含氟廢水中氟離子的質(zhì)量百分比控制在以上；( 然后與氯化鈣溶液混合，二者混合的質(zhì)量比為1 1-2 1，并進行攪拌，控制 pH值為2-3，攪拌速率為15-30r/min，攪拌溫度5_50°C ；(3)停止攪拌后20-30min，收集氟化鈣結(jié)晶物進行干燥。其中，步驟O)中氯化鈣溶液的質(zhì)量百分比為15% -25%。優(yōu)選地，步驟O)中通入的氯化鈣溶液的質(zhì)量百分比為20%。優(yōu)選地，步驟O)中的攪拌速率為20r/min，攪拌溫度為25°C。優(yōu)選地，步驟O)中含氟廢水與氯化鈣溶液混合的質(zhì)量百分比為2 1。優(yōu)選地，步驟(1)中氟離子的質(zhì)量百分比為-10%。為了實現(xiàn)從含氟廢水中制取氟化鈣的方法，本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的裝置，包括結(jié)晶釜、干燥轉(zhuǎn)爐和存儲罐，結(jié)晶釜設(shè)有兩個進料口，分別用于通入氯化鈣溶液和含氟廢水，結(jié)晶釜設(shè)有兩個出料口，分別位于所述結(jié)晶釜的上部和底部，其底部的出料口與干燥轉(zhuǎn)爐相連接，所述結(jié)晶釜上部的出料口與存儲罐相連接。其中，結(jié)晶釜上部的出料口設(shè)于所述結(jié)晶釜的中上部；所述結(jié)晶釜具有攪拌器。所述結(jié)晶釜的兩個進料口分別與用于盛放含氟廢水和氯化鈣溶液的儲槽相連接。本發(fā)明還提供了上述裝置的應(yīng)用方法，包括以下步驟(1)打開結(jié)晶釜與盛放氯化鈣溶液儲槽連接的進料口，使氯化鈣溶液達到所述結(jié)晶釜1/3 1/2液位；(2)開啟所述結(jié)晶釜中的攪拌器，并打開另一進料口，使含氟廢水進入所述結(jié)晶釜和氯化鈣溶液進行反應(yīng)；(3)反應(yīng)結(jié)束后，開啟出料口，使生成的氟化鈣晶體由底部進入干燥轉(zhuǎn)爐，廢水從上部出料口溢流排出到存儲罐。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于本發(fā)明從含氟廢水中提純氟化鈣，提高了氟的利用率，節(jié)約了資源，保護了環(huán)境，回收效率可達90%以上，純度高于90%，水含量低。


圖1是本發(fā)明從含氟廢水中制取氟化鈣的方法的流程圖；圖中1、儲槽；2、氯化鈣溶液儲槽；3、結(jié)晶釜；4、干燥轉(zhuǎn)爐；5、儲存罐。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1如圖1所示，用于從含氟廢水中制取高濃度氟化鈣的裝置，其包括結(jié)晶釜3、干燥轉(zhuǎn)爐4和存儲罐5。結(jié)晶釜3設(shè)有兩個進料口，分別用于通入氯化鈣溶液和含氟廢水，結(jié)晶釜3設(shè)有兩個出料口，分別位于結(jié)晶釜3的上部和底部，其底部的出料口與干燥轉(zhuǎn)爐4相連接，干燥轉(zhuǎn)爐4用于干燥氟化鈣結(jié)晶物，結(jié)晶釜3上部的出料口與存儲罐5相連接，該出料口位于結(jié)晶釜3的中上部。本發(fā)明從含氟廢水中制取高濃度氟化鈣的方法，將氫氟酸及氟化物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟廢水收集到儲槽1中，之后進行以下步驟(1)將含氟廢水的水分蒸發(fā)濃縮，從而使氟離子的質(zhì)量百分比提高到2%，后進入
下一程序；(2)將氯化鈣溶液儲槽2中的質(zhì)量百分比為20%的氯化鈣溶液加入結(jié)晶釜3中， 達到1/2液位處時停止；(3)開啟結(jié)晶釜3中的攪拌器，同時將步驟(1)中所獲得的高濃度含氟廢水通入到結(jié)晶釜3中與氯化鈣反應(yīng)，將反應(yīng)物氟化鈣持續(xù)結(jié)晶，反應(yīng)釜中的pH使用氫氧化鈉控制在 2.5，攪拌速率為觀1~/1^11，攪拌溫度為491，20(%的氯化鈣溶液需要按2 1的比例持續(xù)補加；(4)將步驟(3)中所獲得的氟化鈣結(jié)晶物加入干燥轉(zhuǎn)爐4中進行干燥從而獲得結(jié)晶氟化鈣；(5)步驟(3)中廢水溢流排出到低濃度儲存罐5里，經(jīng)后續(xù)處理后排放。經(jīng)檢測，氟化鈣的回收率為94. 3%，純度為95. 2%，水含量為0. 11%。實施例2(1)將氫氟酸及氟化物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟廢水收集到儲槽1中后，加熱濃縮， 使氟離子的質(zhì)量百分比為8%，后進入下一程序；(2)將氯化鈣溶液儲槽2中的質(zhì)量百分比25%的氯化鈣溶液加入結(jié)晶釜3中，達到1/3液位處時停止；(3)開啟結(jié)晶釜中的攪拌器，同時將步驟(1)中所獲得的高濃度含氟廢水通入到結(jié)晶釜中與氯化鈣反應(yīng)，將反應(yīng)物氟化鈣持續(xù)結(jié)晶，反應(yīng)釜中的PH使用氫氧化鈉控制在3， 攪拌速率為20r/min，攪拌溫度為25°C，25%的氯化鈣溶液需要按1 1的比例持續(xù)補加；(4)將步驟(3)中所獲得的氟化鈣結(jié)晶物加入干燥轉(zhuǎn)爐4中進行干燥從而獲得結(jié)晶氟化鈣；(5)步驟(3)中廢水溢流排出到低濃度儲存罐5里，經(jīng)后續(xù)處理后排放。經(jīng)檢測，氟化鈣的回收率為93. 2%，純度為95. 6%，水含量為0. 13%。實施例3(1)將含氟廢水的濃度提高到氟離子的質(zhì)量百分比為5%，后進入下一程序；(2)將氯化鈣溶液儲槽2中的質(zhì)量百分的氯化鈣溶液加入結(jié)晶釜3中，達到 1/3液位處時停止；(3)開啟結(jié)晶釜3中的攪拌器，同時將步驟(1)中所獲得的高濃度含氟廢水通入到結(jié)晶釜3中與氯化鈣反應(yīng)，將反應(yīng)物氟化鈣持續(xù)結(jié)晶，反應(yīng)釜3中的pH使用氫氧化鈉控制在3，攪拌速率為15r/min，攪拌溫度為6°C，25%的氯化鈣溶液需要按1.5 1的比例持續(xù)補加；(4)將步驟(3)中所獲得的氟化鈣結(jié)晶物加入干燥轉(zhuǎn)爐4中進行干燥從而獲得結(jié)晶氟化鈣；(5)步驟(3)中廢水溢流排出到低濃度儲存罐5里，經(jīng)后續(xù)處理后排放。經(jīng)檢測，氟化鈣的回收率為93. 8%，純度為95. 3%，水含量為0. 12%。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種從含氟廢水中制取氟化鈣的裝置，其特征在于，其包括結(jié)晶釜、干燥轉(zhuǎn)爐和存儲罐，所述結(jié)晶釜設(shè)有兩個進料口，分別用于通入氯化鈣溶液和含氟廢水，所述結(jié)晶釜設(shè)有兩個出料口，分別位于所述結(jié)晶釜的上部和底部，其底部的出料口與干燥轉(zhuǎn)爐相連接，所述結(jié)晶釜上部的出料口與存儲罐相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)晶釜上部的出料口設(shè)于所述結(jié)晶釜的中上部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)晶釜具有攪拌器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)晶釜的兩個進料口分別與用于盛放含氟廢水和氯化鈣溶液的儲槽相連接。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以下步驟(1)打開結(jié)晶釜與盛放氯化鈣溶液儲槽連接的進料口，使氯化鈣溶液達到所述結(jié)晶釜 1/3 1/2液位；(2)開啟所述結(jié)晶釜中的攪拌器，并打開另一進料口，使含氟廢水進入所述結(jié)晶釜和氯化鈣溶液進行反應(yīng)；(3)反應(yīng)結(jié)束后，開啟出料口，使生成的氟化鈣晶體由底部進入干燥轉(zhuǎn)爐，廢水從上部出料口溢流排出到存儲罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含氟廢水中制取氟化鈣的裝置，其包括結(jié)晶釜、干燥轉(zhuǎn)爐和存儲罐，所述結(jié)晶釜設(shè)有兩個進料口，分別用于通入氯化鈣溶液和含氟廢水，所述結(jié)晶釜設(shè)有兩個出料口，分別位于所述結(jié)晶釜的上部和底部，其底部的出料口與干燥轉(zhuǎn)爐相連接，所述結(jié)晶釜上部的出料口與存儲罐相連接。本發(fā)明還涉及了所述裝置的應(yīng)用方法。本發(fā)明的裝置用于從含氟廢水中制取氟化鈣，提高了氟的利用率，同時降低了氟對環(huán)境的污染。
文檔編號C01F11/22GK102328945SQ201110191069
公開日2012年1月25日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者余道騰, 張勁松, 張金剛, 曾本忠, 王家貴, 謝學(xué)端 申請人:中昊晨光化工研究院