本發(fā)明屬于含氟廢水的處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用太陽能電池芯片生產(chǎn)廢水生產(chǎn)高純氟化鈣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電是目前非常成熟的可再生能源技術(shù)，具有無污染、安全可靠、能量隨處可得等優(yōu)點(diǎn)，是一種“清潔、綠色”新能源的代表。然而，在太陽能光伏電池的生產(chǎn)過程中，尤其是上游多晶硅和中下游太陽能電池片的生產(chǎn)過程中，污染非常嚴(yán)重。本發(fā)明主要涉及晶體硅（單晶硅和多晶硅）太陽能電池片生產(chǎn)過程中的廢水處理。
晶體硅太陽能電池片的生產(chǎn)是將單晶硅片或多晶硅片依次通過清洗、制絨、擴(kuò)散、刻蝕、減反射膜沉積、印刷、燒結(jié)等工序制得太陽能電池片。具體的生產(chǎn)工藝流程和各工序的產(chǎn)污情況如下：
1. 清洗：采用10%HCl溶液進(jìn)行清洗，然后用純水沖洗，產(chǎn)生鹽酸廢液和無氟酸性清洗廢水。
2. 堿洗：采用20%的NaOH溶液進(jìn)行清洗（加熱至85℃），然后用純水沖洗，產(chǎn)生堿性廢液和堿性清洗廢水。
3. 表面制絨：?jiǎn)尉Ч柚平q為堿制絨，即將單晶硅片放入堿溶液中腐蝕，堿溶液中常常會(huì)加入EPW（乙二胺、鄰苯二甲酸和水）、IPA（異丙醇）等添加劑，產(chǎn)生堿性廢液。多晶硅制絨是將多晶硅片放入HF/HNO3的混合酸中腐蝕，產(chǎn)生高氟酸廢液。
4. 鹽酸洗：用10%的HCl溶液進(jìn)行清洗，然后用純水沖洗，產(chǎn)生鹽酸廢液和無氟酸性清洗廢水。
5. 氫氟酸洗：用10%的HF溶液進(jìn)行表面清洗，然后用純水沖洗，產(chǎn)生氫氟酸廢液和高氟酸性清洗廢水。
6. 磷擴(kuò)散：通過高溫?cái)U(kuò)散，在硅片表層摻入磷原子，此過程不產(chǎn)生廢水。
7. 刻蝕：刻蝕的主要作用是去除擴(kuò)散后硅片四周的N型硅，刻蝕分為干法刻蝕和濕法刻蝕。干法刻蝕時(shí)，采用高頻輝光放電反應(yīng)，不產(chǎn)生廢水。濕法刻蝕時(shí)，采用HF/HNO3混合酸，HNO3將Si氧化成SiO2，HF再去除SiO2，產(chǎn)生高氟酸廢液。
8. 堿洗：采用20%的NaOH溶液進(jìn)行清洗，然后用純水沖洗，產(chǎn)生堿性廢液和堿性清洗廢水。
9. 酸洗：采用HF/HNO3的混合酸進(jìn)行清洗，然后用純水沖洗，產(chǎn)生高氟酸廢液和高氟酸性清洗廢水。
10. 減反射膜沉積：用PECVD等設(shè)備在硅片正面沉積減反射膜，增加電池片表面的光吸收，并起到表面鈍化的作用。此過程產(chǎn)生廢氣，不產(chǎn)生廢水。
11. 絲網(wǎng)印刷：將銀漿和鋁漿印到電池極板上，制造電極，銀漿和鋁漿中含有少量的松油醇，此過程產(chǎn)生少量的廢氣，不產(chǎn)生廢水。
12. 燒結(jié)：將絲網(wǎng)印刷后的硅片，放入燒結(jié)爐中，抽真空，加熱200-900℃，使電極與晶體硅接觸更為牢固，然后降溫。此過程不產(chǎn)生廢氣和廢水。
13. 測(cè)試分檔：在標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)模擬設(shè)備下測(cè)試電池性能，并按照不同的電學(xué)特性進(jìn)行分檔。分檔時(shí)個(gè)別電池用酒精擦拭，此過程產(chǎn)生少量的醇類廢氣，不產(chǎn)生廢水。
不同電池片生產(chǎn)廠家的具體生產(chǎn)工藝和工藝參數(shù)可能會(huì)有所差異，但是產(chǎn)生的廢水基本相同，主要為堿性廢液、酸性廢液和清洗廢水，廢水水質(zhì)有如下特點(diǎn)：酸堿性極強(qiáng)，氟的濃度極高。氟是太陽能電池片生產(chǎn)廢水中最重要的污染物，含氟廢水的處理目標(biāo)就是將廢水中氟的濃度降到排放限值以下。中國(guó)GB 8978-1996 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，氟化物排放的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為< 20 mg/L，一級(jí)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為< 10 mg/L。
常用的含氟廢水的處理方法為石灰沉淀法和氯化鈣沉淀-絮凝法。石灰沉淀法是將消化石灰乳加入含氟廢水中至充分呈堿性為止，并加以攪拌，放置一段時(shí)間后用壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液做堿廢液處理，固相氟化鈣污泥統(tǒng)一進(jìn)行處理，該過程的反應(yīng)式為：
Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 ↓+ 2H2O
氯化鈣沉淀-絮凝法是利用強(qiáng)電解質(zhì)氯化鈣來沉淀氟離子，但由于生成的氟化鈣晶體的粒徑較小，難以過濾，為了進(jìn)行固液分離，通常需要加入大分子的絮凝劑，如鋁鹽或鋁酸鹽、高分子聚合物，形成的絮狀物先進(jìn)行沉降分離，再通過壓濾器過濾，反應(yīng)式為：
CaCl2 + 2HF → CaF2 ↓+ 2HCl
目前工業(yè)上最常見的是將氯化鈣和氫氧化鈣混合使用，將氫氟酸廢水收集后先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后進(jìn)入一級(jí)中和池，采用10%的氫氧化鈣中和，pH值控制為8.5，出水進(jìn)入調(diào)節(jié)反應(yīng)池，投加強(qiáng)電解質(zhì)CaCl2，pH值控制為11.5，沉淀后的出水進(jìn)入混凝反應(yīng)池，投加混凝劑PAC(5%)和絮凝劑PAM(0.5%)，強(qiáng)化沉淀效果，經(jīng)沉淀池進(jìn)行泥水分離后，出水進(jìn)二級(jí)中和池，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值為6～9，經(jīng)砂濾池過濾后達(dá)標(biāo)排放。工藝流程中石灰的作用有兩個(gè)方面：一是中和廢水的H+，使廢水呈堿性；二是利用石灰乳中的Ca2+與F-反應(yīng)生成CaF2沉淀，以祛除F-。投加氯化鈣是由于氯化鈣是強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中完全電離成Cl-和Ca2+，使得溶液中的Ca2+濃度增大，使F-沉淀得更徹底。投加絮凝劑和混凝劑的目的是使生成的沉淀物顆粒絮凝成團(tuán)，利于固液分離。
該方法的優(yōu)勢(shì)是投資小，操作簡(jiǎn)單，最大的缺陷在于產(chǎn)生的氟化鈣污泥的含濕率達(dá)到50-70%，而氟化鈣的含量?jī)H為20-50%（干基），且存在大量未反應(yīng)的石灰以及大量的如氯、硫酸根、硅、鋁等雜質(zhì)，這使得它不能再用于工業(yè)應(yīng)用，此外，因?yàn)榉}污泥體積巨大，其處理問題顯得非常突出，且基本采用填埋的方式進(jìn)行處理，處理費(fèi)用龐大。
CN 102001766 B 公布了一種將光伏含氟廢水依次經(jīng)過化學(xué)沉淀、絮凝沉淀、氣浮過濾和離子吸附四個(gè)工序進(jìn)行處理的方法。首先向含氟廢水中添加氫氧化鈣溶液進(jìn)行攪拌、再向其中投入絮凝劑，形成絮凝沉淀后，上清液與加壓溶氣水混合，進(jìn)入氣浮室，在氣浮室中將水中形成的膠體及懸浮物進(jìn)行分離，上清液通過離子交換柱，此時(shí)的出水中氟離子達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
CN 101973662 A 公布了一種光伏行業(yè)含氟廢水的處理方法，將含氟廢水調(diào)節(jié)pH值至8-8.5，向調(diào)節(jié)好pH值的廢水中按4:1~5:1的質(zhì)量比投加氯化鈣，沉降，上清液中再次按500-1000 mg/L的量投加氯化鈣、100-200 mg/L的絮凝劑聚合硫酸鋁和3-8 mg/L的助凝劑聚丙烯酰胺，沉淀后的上清液進(jìn)入生化處理工序。
CN 1962475 A公布了一種含氟廢水的處理方法，先向盛放有含氟廢水的反應(yīng)池中投放中間介質(zhì)鹽酸，混合均勻后由循環(huán)泵將混合液送至充填有顆粒狀石灰石的中和塔中，中間介質(zhì)鹽酸與石灰石反應(yīng)生成的可溶性鈣鹽氯化鈣經(jīng)由回流管路返回到反應(yīng)池中，與含氟廢水中的氟反應(yīng)生成氟化鈣沉淀和中間介質(zhì)鹽酸，該中間介質(zhì)又隨混合液被泵送至中和塔中與石灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，依次循環(huán)。該方法與傳統(tǒng)的石灰沉淀法相比，將難溶的鈣鹽石灰石經(jīng)中間介質(zhì)鹽酸轉(zhuǎn)化成可溶性的鈣鹽氯化鈣，提高了鈣離子在水中的濃度，加大了氟離子與鈣離子的反應(yīng)速度。但是，該方法操作中石灰石中和塔內(nèi)極易形成腫塊，石灰石不能完全反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)容易形成斷流和捷流，同時(shí)在中和塔中，隨著鈣離子濃度的提高，氟化鈣的沉淀過程和石灰石的溶解過程同時(shí)進(jìn)行，此外該方法與氯化鈣沉淀法相同，由于得到的氟化鈣顆粒的粒徑非常小，同樣需要采用化學(xué)絮凝沉淀法，加入絮凝劑、進(jìn)行沉降分離。
以上所公布的專利文獻(xiàn)中無一例外都使用到了化學(xué)絮凝沉淀法，最終得到的氟化鈣污泥中含有較多的雜質(zhì)如未反應(yīng)的石灰、氯離子、硫酸根離子、鋁、硅等，無法作為工業(yè)原料得到進(jìn)一步的應(yīng)用，而是進(jìn)行填埋處理，成為了新的污染源。此外，將氟化鈣浸泡在水中時(shí)，氟離子的溶出量為8.3 mg/L，若做毒性浸出實(shí)驗(yàn)（TCLP），氟離子的浸出濃度可以高達(dá)33.78 mg/L，而中國(guó)國(guó)標(biāo)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，氟的標(biāo)準(zhǔn)值為1mg/L，因此氟化鈣污泥在填埋處理過程中，若處理不當(dāng)，氟離子極易進(jìn)入土壤、水體，對(duì)環(huán)境的危害很大，成為新的污染源。
另一方面，作為氟化工上游原料的氟化鈣（螢石），是本世紀(jì)趨于枯竭的重要天然資源之一，螢石屬于不可再生資源，且螢石礦資源消耗太快，特別需要保護(hù)。但是在目前的含氟廢水的處理方法中，大量的氟資源轉(zhuǎn)化成了氟化鈣污泥，不但造成了資源的浪費(fèi)，還帶來了極大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因而，從含氟廢水中回收寶貴的氟資源，應(yīng)該成為含氟廢水處理的新方向。
CN 101624204A 公布了一種從含氟廢水中制取氟化鈣的方法，首先將含氟廢水中氟離子的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)控制在1%以上，然后與氯化鈣溶液反應(yīng)，得到氟化鈣顆粒。該方法的缺陷在于采用了氯化鈣作為沉淀劑，這樣反應(yīng)后的液相中含有大量的氯離子，成為了新的污染源，需要進(jìn)一步進(jìn)行處理。
CN 100506700C（ZL 200480040543.0）公布了一種從含氟化物的廢水中回收氟化鈣的方法，首先利用鹽酸將含氟廢水pH值調(diào)節(jié)至小于或等于2，將調(diào)節(jié)pH后的廢水與氯化鈣的水溶液反應(yīng)，固液分離，得到氟化鈣顆粒，將反應(yīng)后的液相與氫氧化鈣或氧化鈣反應(yīng)，產(chǎn)生氯化鈣水溶液，再將該氯化鈣水溶液用于含氟廢水的處理。該方法最重要的缺陷在于，使用鹽酸來調(diào)節(jié)廢水的pH至小于或等于2，部分鹽酸可以通過與氫氧化鈣或氧化鈣的反應(yīng)得到重復(fù)利用，而氯化鈣帶入的氯離子大部分進(jìn)入廢水，成為新的污染源，必須進(jìn)行進(jìn)一步的處理。此外，該方法不能用于低濃度的含氟廢水的處理，這是由于氟化鈣在酸性條件下（pH≤2）的溶解度很大，氟化鈣的回收率非常低，因而該方法僅適用于高濃度的含氟廢水的處理，但是該方法在用于高濃度的含氟廢水的處理時(shí)，由于氯化鈣與氟的反應(yīng)在pH≤2的條件下進(jìn)行，此時(shí)，氟化鈣的溶解度很高，反應(yīng)后母液中含有至少2000 mg/L的未反應(yīng)的氟，該部分氟隨反應(yīng)后的液相進(jìn)入氯化鈣生產(chǎn)槽，該槽中含有大量的固體氫氧化鈣或氧化鈣顆粒，此時(shí)，由于pH值和鈣離子濃度的升高，氟化鈣開始沉淀，此時(shí)形成的氟化鈣粒徑很小，難以分離，且純度較低92%~97%，含有較多的未反應(yīng)的氫氧化鈣或氧化鈣，不能用于氫氟酸的生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題中存在的不足之外，本發(fā)明提供一種利用太陽能電池芯片生產(chǎn)廢水生產(chǎn)高純氟化鈣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)μ柲茈姵匦酒a(chǎn)廢水進(jìn)行二次利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，并且由該系統(tǒng)生產(chǎn)得到的氟化鈣純度達(dá)到99%以上，且粒度小分布均勻。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種利用太陽能電池芯片生產(chǎn)廢水生產(chǎn)高純氟化鈣的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括廢酸供給裝置、氯化鈣供給裝置、反應(yīng)結(jié)晶裝置、沉降釜和后處理裝置；
其中所述廢酸供給裝置包括廢酸儲(chǔ)液槽，用于收集太陽能電池芯片生產(chǎn)過程中制絨、刻蝕兩道工序中的酸洗廢水；還包括與廢酸儲(chǔ)液槽出水端相連的過濾器，用于去除廢水中夾帶的顆粒物、泡沫等雜質(zhì)；
所述氯化鈣供給裝置包括順序相連的氯化鈣溶藥槽、輸液泵、一級(jí)過濾裝置、二級(jí)過濾裝置和氯化鈣儲(chǔ)藥槽，氯化鈣溶藥槽用于氯化鈣與水的混合攪拌、溶解制成氯化鈣水溶液，輸液泵用于輸送氯化鈣水溶液，一級(jí)過濾裝置用于粗過濾，去除氯化鈣水溶液中的浮沫，大的不溶解顆粒物，二級(jí)過濾裝置用于精過濾，進(jìn)一步去除氯化鈣水溶液中的不溶物，氯化鈣儲(chǔ)藥槽用于儲(chǔ)存經(jīng)兩級(jí)過濾后的氯化鈣水溶液；
所述反應(yīng)結(jié)晶裝置為安裝有加熱裝置的結(jié)晶器，其注入端分別與所述過濾器的出水端經(jīng)廢酸流量調(diào)控裝置相連，而與氯化鈣儲(chǔ)藥槽的出水端經(jīng)氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置相連，加熱裝置用于控制結(jié)晶器內(nèi)的反應(yīng)溫度，確保氯化鈣與水中氟離子在一定溫度下反應(yīng)制備氟化鈣固體懸浮物；所述廢酸流量調(diào)控裝置和氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置均由計(jì)量泵連接在計(jì)量泵后面的流量計(jì)構(gòu)成，能夠精確調(diào)節(jié)控制和顯示流量；
所述沉降釜的注入端與結(jié)晶器的出水端相連，用于氟化鈣固體懸浮物的沉降增濃，以在沉降釜的底部獲得高濃度的氟化鈣混懸液，而上清液則進(jìn)入常規(guī)廢水處理單元，進(jìn)一步去除廢水中的氟，使其能達(dá)標(biāo)排放；
所述后處理裝置包括與沉降釜的出水端相連的固液分離洗滌裝置和與固液分離洗滌裝置出水端相連的干燥機(jī)，固液分離洗滌裝置用于高濃度氟化鈣混懸液的固液分離和洗滌，干燥機(jī)用于對(duì)經(jīng)固液分離并水洗得到氟化鈣顆粒進(jìn)行干燥。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述的酸洗廢水為氫氟酸酸洗廢水。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述氯化鈣為化學(xué)純氯化鈣，其純度大于97%，雜質(zhì)含量小于3%。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述結(jié)晶器為攪拌槽式反應(yīng)結(jié)晶器。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述固液分離洗滌裝置為沉降式離心機(jī)、過濾式離心機(jī)或壓濾機(jī)。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述結(jié)晶器中氯化鈣與酸洗廢水中的氟離子的摩爾比為0.4:1~1:1。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述氯化鈣溶藥槽內(nèi)用于溶解氯化鈣的水及固液分離洗滌裝置中用于洗滌氟化鈣顆粒的水均為去離子水。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述結(jié)晶器中的反應(yīng)溫度為30~90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5~3小時(shí)。
進(jìn)一步的，本發(fā)明還包括包裝機(jī)，該包裝機(jī)為袋式包裝機(jī)，其與干燥機(jī)的出口端相連，用于將氟化鈣包裝成袋。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述一級(jí)過濾裝置采用50~200微米粗過濾袋、濾芯或?yàn)V膜對(duì)氯化鈣水溶液進(jìn)行過濾，二級(jí)過濾裝置采用1~20微米細(xì)過濾袋、濾芯或?yàn)V膜對(duì)氯化鈣水溶液進(jìn)行過濾。
采用本發(fā)明進(jìn)行高純氟化鈣生產(chǎn)的工藝流程步驟如下：
1、將太陽能電池芯片生產(chǎn)過程中制絨和刻蝕兩道工序的氫氟酸酸洗廢水單獨(dú)進(jìn)行收集，存放于廢酸儲(chǔ)液槽中。
2、將化學(xué)純氯化鈣（純度大于97%，雜質(zhì)含量小于3%）采用去離子水在氯化鈣溶藥槽內(nèi)溶解，再經(jīng)一級(jí)過濾裝置和二級(jí)過濾裝置濾除雜質(zhì)后注入氯化鈣儲(chǔ)藥槽內(nèi)留存。
3、將步驟1收集的氫氟酸酸洗廢水經(jīng)過濾器過濾后通過計(jì)量泵和流量計(jì)引入攪拌槽式反應(yīng)結(jié)晶器，開啟結(jié)晶器的加熱裝置及攪拌裝置，將廢水加熱至30~90℃，同時(shí)將步驟2得到的高純度氯化鈣溶液通過計(jì)量泵逐漸加入結(jié)晶器中（加入的體積根據(jù)氯化鈣與廢水中氟的摩爾比滿足0.4:1~1:1的要求來計(jì)算），氯化鈣與水中的氟離子緩慢反應(yīng)，逐漸生成氟化鈣固體懸浮物，反應(yīng)時(shí)間為0.5~3h，反應(yīng)公式如下：
CaCl2 + 2 H++ 2 F-→CaF2 ↓+ 2 H++ 2 Cl-
4、將步驟3反應(yīng)得到的氟化鈣固體懸浮物引入沉降釜中進(jìn)行沉降增濃，以在沉降釜的底部獲得高濃度的氟化鈣混懸液，而上清液則進(jìn)入常規(guī)廢水處理單元，進(jìn)一步去除廢水中的氟，使其能達(dá)標(biāo)排放；
5、將步驟4最后獲得的高濃度氟化鈣混懸液通過固液分離洗滌裝置固液分離，并采用去離子水洗滌后，再通過干燥機(jī)進(jìn)行干燥，最后得到高純氟化鈣產(chǎn)品，采用包裝機(jī)包裝成袋用于企業(yè)自身生產(chǎn)或出售。
高純氟化鈣顆粒的粒徑介于10-100微米，純度高，粒徑小且均勻，具有很好的工業(yè)用途和經(jīng)濟(jì)效益，全程不產(chǎn)生氟化鈣污泥或其他的二次污染物，大大降低了氟化鈣污泥的填埋處理成本。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 本發(fā)明系統(tǒng)能夠?qū)μ柲茈姵匦酒a(chǎn)廢水進(jìn)行二次利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，并且由該系統(tǒng)生產(chǎn)得到的氟化鈣純度達(dá)到99%以上，且粒度小分布均勻。
2. 本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各環(huán)節(jié)裝置分工明確，對(duì)于氟化鈣顆粒的生產(chǎn)一氣呵成，與常規(guī)生產(chǎn)設(shè)備相比，節(jié)約了工序，制備流程更加簡(jiǎn)單清晰，自動(dòng)化程度高。
3. 本發(fā)明在確保氟達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，不產(chǎn)生新的如氟化鈣污泥的二次污染源，同時(shí)將本世紀(jì)趨于枯竭的重要天然資源之一——氟資源進(jìn)行回收利用，使得含氟廢水的處理成本大幅下降。得到的氟化鈣產(chǎn)品可作為化工原料進(jìn)行銷售，為企業(yè)帶來效益。
附圖說明
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要元件符號(hào)說明如下：
1、氯化鈣溶藥槽；2、輸液泵；3、一級(jí)過濾裝置；4、二級(jí)過濾裝置；5、氯化鈣儲(chǔ)藥槽；6、氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置；7、廢酸儲(chǔ)液槽；8、過濾器；9、廢酸流量調(diào)控裝置；10、結(jié)晶器；11、加熱裝置；12、沉降釜；13、固液分離洗滌裝置；14、干燥機(jī)；15、包裝機(jī)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例：結(jié)合圖1所示，對(duì)本發(fā)明提供的一種利用太陽能電池芯片生產(chǎn)廢水生產(chǎn)高純氟化鈣的系統(tǒng)進(jìn)行說明如下，其由廢酸供給裝置、氯化鈣供給裝置、反應(yīng)結(jié)晶裝置、沉降釜12、后處理裝置和包裝機(jī)15共同組成。
其中所述廢酸供給裝置由廢酸儲(chǔ)液槽7、與廢酸儲(chǔ)液槽7的出水端相連的過濾器8及與過濾器8的出水端相連的廢酸流量調(diào)控裝置9共同構(gòu)成，廢酸儲(chǔ)液槽7用于收集太陽能電池芯片生產(chǎn)過程中制絨、刻蝕兩道工序中的氫氟酸酸洗廢水，過濾器8用于去除廢水中夾帶的顆粒物、泡沫等雜質(zhì)，而廢酸流量調(diào)控裝置9由計(jì)量泵和連接在計(jì)量泵后面的流量計(jì)構(gòu)成，用于輸送液體并精確計(jì)量；
所述氯化鈣供給裝置由順序相連的氯化鈣溶藥槽1、輸液泵2、一級(jí)過濾裝置3、二級(jí)過濾裝置4、氯化鈣儲(chǔ)藥槽5和氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置6共同構(gòu)成，氯化鈣溶藥槽1用于化學(xué)純氯化鈣（其純度大于97%，雜質(zhì)含量小于3%）與去離子水的混合攪拌、溶解制成氯化鈣水溶液，輸液泵2用于輸送氯化鈣水溶液，一級(jí)過濾裝置3采用50~200微米粗過濾袋對(duì)氯化鈣水溶液進(jìn)行粗過濾，去除氯化鈣水溶液中的浮沫，大的不溶解顆粒物，二級(jí)過濾裝置4采用1~20微米細(xì)過濾袋對(duì)氯化鈣水溶液進(jìn)行精過濾，進(jìn)一步去除氯化鈣水溶液中的不溶物，氯化鈣儲(chǔ)藥槽5用于儲(chǔ)存經(jīng)兩級(jí)過濾后的高純度氯化鈣水溶液，氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置6由計(jì)量泵和連接在計(jì)量泵后面的流量計(jì)構(gòu)成，用于輸送氯化鈣溶液并調(diào)節(jié)、控制和顯示計(jì)量；
所述反應(yīng)結(jié)晶裝置為安裝有加熱裝置11的結(jié)晶器10，本實(shí)施例中選用攪拌槽式反應(yīng)結(jié)晶器，其注入端分別與所述過濾器8的出水端經(jīng)廢酸流量調(diào)控裝置9相連，而與氯化鈣儲(chǔ)藥槽5的出水端經(jīng)氯化鈣水溶液流量調(diào)控裝置6相連，加熱裝置11用于控制結(jié)晶器10內(nèi)的反應(yīng)溫度，確保氯化鈣與水中氟離子在一定溫度下反應(yīng)制備氟化鈣固體懸浮物。該結(jié)晶器10中氯化鈣與酸洗廢水中的氟離子的摩爾比為0.4:1~1:1，反應(yīng)溫度為30~90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5~3小時(shí)。
本實(shí)施例中沉降釜12，其注入端與結(jié)晶器10的出水端相連，用于氟化鈣固體懸浮物的沉降增濃，以在沉降釜12的底部獲得高濃度的氟化鈣混懸液，而上清液則進(jìn)入常規(guī)廢水處理單元，進(jìn)一步去除廢水中的氟，使其能達(dá)標(biāo)排放；
所述后處理裝置包括與沉降釜12的出水端相連的固液分離洗滌裝置13和與固液分離洗滌裝置13出水端相連的干燥機(jī)14，固液分離洗滌裝置13用于高濃度氟化鈣混懸液的固液分離和洗滌，干燥機(jī)14用于對(duì)經(jīng)固液分離并水洗得到氟化鈣顆粒進(jìn)行干燥。
所述包裝機(jī)15為袋式包裝機(jī)，其與干燥機(jī)14的出口端相連，用于將高純氟化鈣包裝成袋。
采用本實(shí)施例系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)的一種具體工藝流程如下：
1）將太陽能電池芯片生產(chǎn)工藝中的制絨、刻蝕兩道工序中的氫氟酸酸洗廢水進(jìn)行收集，存放于廢酸儲(chǔ)液槽7中，其中氟離子的濃度為24000 mg/L；
2）將化學(xué)純（無水）氯化鈣采用去離子水在氯化鈣溶藥槽1內(nèi)配置成300g/L的溶液，經(jīng)兩級(jí)過濾，得到高純度的氯化鈣溶液，注入氯化鈣儲(chǔ)藥槽5內(nèi)留存；
3）將900L的步驟1）中收集的氫氟酸酸洗廢水通過計(jì)量泵和流量計(jì)加入結(jié)晶器10中，啟動(dòng)結(jié)晶器10的加熱裝置11、攪拌裝置，轉(zhuǎn)速100 rpm，將結(jié)晶器10中的氫氟酸酸洗廢水加熱至50℃，然后將210 L步驟2）得到的氯化鈣水溶液通過一恒流計(jì)量泵連續(xù)加入結(jié)晶器10內(nèi)，氯化鈣水溶液的加料速度為200L/h，加料結(jié)束后，繼續(xù)反應(yīng)2h得到氟化鈣固體懸浮物，反應(yīng)公式如下：
CaCl2 + 2 H++ 2 F-→CaF2 ↓+ 2 H++ 2 Cl-
4）將步驟3反應(yīng)得到的氟化鈣固體懸浮物引入沉降釜12中進(jìn)行沉降增濃，以在沉降釜12的底部獲得高濃度的氟化鈣混懸液，而上清液則進(jìn)入常規(guī)廢水處理單元，進(jìn)一步去除廢水中的氟，使其能達(dá)標(biāo)排放；
5）將步驟4最后獲得的高濃度氟化鈣混懸液通過固液分離洗滌裝置13固液分離，并采用去離子水洗滌3次后，再通過干燥機(jī)14進(jìn)行烘干，最后得到高純氟化鈣產(chǎn)品，采用包裝機(jī)15包裝成袋用于企業(yè)自身生產(chǎn)或出售。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，舉凡熟悉此項(xiàng)技藝的專業(yè)人士．在了解本發(fā)明的技術(shù)手段之后，自然能依據(jù)實(shí)際的需要，在本發(fā)明的教導(dǎo)下加以變化。因此凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的同等變化與修飾，曾應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。