去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法，該方法包括：在第一容器中，將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合，以便獲得經(jīng)過脫氟的廢水；以及在第二容器中，將所述經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第一混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得經(jīng)過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法不僅可以有效地去除氟、磷和砷等有害元素，并且大幅度降低了試劑消耗量，節(jié)省了成本。
【專利說明】去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)規(guī)定生活飲水中氟含量應(yīng)低于1.0毫克/升，工業(yè)廢水中氟的無機(jī)化合物最高允許的排放質(zhì)量濃度為10毫克/升，長(zhǎng)期飲用含氟較高的水會(huì)造成氟在體內(nèi)過量積累導(dǎo)致機(jī)體慢性中毒。隨著現(xiàn)代化工業(yè)化的發(fā)展，含氟廢水排放量越來越大，大量含氟工業(yè)廢水如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，并危害人民的健康和生活。
[0003]因此，去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種低成本去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法，從而使得鎢冶煉后排出的含有以氟磷砷為主并且對(duì)環(huán)境和人體有害的工業(yè)廢水得到有效地處理，得到質(zhì)量穩(wěn)定的凈化水。
[0005]本發(fā)明是發(fā)明人基于以下發(fā)現(xiàn)而提出的:在眾多鎢冶煉工藝方法中，離子交換工藝由于其具有流程短、金屬回收率高、除雜效果好、腐蝕性小、操作簡(jiǎn)便、易于機(jī)械自動(dòng)化、投資和加工成本較少等優(yōu)點(diǎn)，成為了大多數(shù)鎢冶煉企業(yè)所采用的工藝中的重要一環(huán)。但該工藝卻存在耗水量大和排水量大、產(chǎn)渣量大的缺點(diǎn)。由于鎢精礦中含有一定量的瑩石(CaF2)成分，在鎢精礦的NaOH分解過程中，CaF2與NaOH反應(yīng)生成NaF進(jìn)入分解液中，并在其后的鎢離子交換過程隨交換后液排放，具體地，鎢冶煉離子交換廢水中的氟離子濃度約為100毫克/升~200毫克/升，超過國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)約10倍~20倍，而由于缺乏相關(guān)技術(shù)，我國(guó)鎢冶煉企業(yè)尚未對(duì)交換廢水中的氟離子進(jìn)行有效的凈化處理。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)外處 理含氟廢水的主要方法有化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法和吸附法。其中，化學(xué)沉淀法主要用于處理高濃度含氟工業(yè)廢水，具體地，一般采用鈣鹽沉淀法，例如利用向含氟廢水中投加生石灰(主要成分為氧化鈣)或氯化鈣等鈣鹽，使廢水中的氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀，然后加以除去。其中添加不同的鈣鹽對(duì)廢水中除氟效果不同，針對(duì)不同的廢水中陰離子不同，效果也不同。例如若廢水中溶有碳酸鈉、重碳酸鈉，直接投加石灰或氯化鈣，除氟效果會(huì)降低；若廢水中存在著一定量的電解質(zhì)，產(chǎn)生鹽效應(yīng)，增大氟化鈣的溶解度，也將降低除氟效果。而鎢冶煉離子交換廢水含有較高濃度的NaCl和NaOH，因此采用化學(xué)沉淀法只能將其中的氟離子含量降低到30ppm~40ppm。第二種混凝沉淀法去除溶液中氟離子的原理是利用混凝劑在水中形成帶正電的膠粒吸附水中的氟離子，并使膠粒互聚為較大的絮狀物沉淀，以達(dá)到去除氟離子的目的。常用的混凝劑例如鋁鹽類混凝劑，去除氟離子的效果可達(dá)50%~80%，可在中性條件(一般PH=6~8)下使用，其是利用鋁離子與氟離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)以及鋁鹽水解中間產(chǎn)物和最后生成的Al (OH)3絮狀物對(duì)氟離子的配位體交換、物理吸附和卷掃作用以去除廢水中的氟離子。但其具有廢水中氟離子含量越高其吸附所需要的鋁鹽越多，因此為了將水中的氟降到1Oppm以下，必須采用大量的混凝劑，但水中可溶性鋁離子增多，去除氟離子的效果不穩(wěn)定。第三種吸附法是利用活性氧化鋁、活性沸石、活性氧化鎂以及羥基磷灰石、氧化鋯等對(duì)廢水中的氟進(jìn)行物理吸附的方法，但是其吸附效果有限，只能將氟離子濃度為10毫克/升的廢水處理到I毫克/升以下，難以適用于氟濃度高的工業(yè)廢水。
[0007]由于廢水除磷、除砷的方法一般要求廢水在堿性條件(pH>9 )下進(jìn)行，磷、砷才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是用以上三種方法去除氟離子都要求是在中性或弱堿性條件下進(jìn)行，所以一般去除含有氟、磷、砷廢水的工藝需要采用多段法以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]由此，本發(fā)明的目的在于提出一種可以有效去除鎢離子交換廢水中氟、磷、砷的方法，從而解決含氟、磷、砷的鎢工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵技術(shù)問題。該方法包括:在第一容器中，將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合，以便獲得經(jīng)過脫氟的廢水；以及在第二容器中，將經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第一混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得經(jīng)過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。通過該方法獲得的經(jīng)過凈化的廢水中氟離子濃度小于10毫克/升，磷濃度小于0.1毫克/升,砷濃度小于0.1毫克/升,從而使得鎢冶煉后排出的含有以氟、磷、砷為主并且對(duì)環(huán)境和人體有害的工業(yè)廢水得到有效地處理，獲得質(zhì)量穩(wěn)定的凈化水，該凈化水達(dá)到了國(guó)家工業(yè)一級(jí)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，因此根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法不僅大幅度降低了試劑消耗量，節(jié)省了成本，同時(shí)還提高了氟離子的凈化效果。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟、磷、砷的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述鎢離子交換廢水來自于鎢冶煉過程。所述鎢離子交換廢水中含有較高濃度的氟、磷、砷，如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，并危害人民的健康和生活。由此，需要對(duì)所述鎢離子交換廢水進(jìn)行去除氟、磷、砷的凈化處理，以便達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將所述第一氟磷砷渣與所述鎢離子交換廢水按照I克~2克所述第一氟磷砷渣與200毫升的所述鎢離子交換廢水的比例進(jìn)行混合。從而，可以通過調(diào)節(jié)所述鎢離子交換廢水與所述第一氟磷砷渣的比例，以達(dá)到更好的去除氟離子的效果。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將所述鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合進(jìn)一步包括:對(duì)所述鎢離子交換廢水與所述第一氟磷砷渣攪拌30分鐘。由此，可以使得所述鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣中各組分充分接觸，使得其中的反應(yīng)更完全，從而提高對(duì)氟離子的凈化效果。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氫氧化鈣和磷酸與所述經(jīng)過脫氟的廢水中剩余的氟離子的摩爾比為9.4~12:2~3.5:1。由此，可以通過調(diào)節(jié)氫氧化鈣和磷酸與所述經(jīng)過脫氟的廢水的比例，使得在第二步深度去除氟離子過程中各化學(xué)反應(yīng)更充分有效地進(jìn)行，從而既可以提高對(duì)氟、磷、砷的凈化效果，使得含有氟、磷、砷的鎢離子交換廢水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；又可以降低氫氧化鈣和磷酸的消耗量，降低生產(chǎn)成本。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在20攝氏度~30攝氏度溫度下將所述經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合。由此，在第二步深度去除氟離子的過程中更有利于各化學(xué)反應(yīng)充分有效地進(jìn)行，進(jìn)而達(dá)到更好的去除氟、磷、砷的效果。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)所述第一混合物進(jìn)行攪拌的時(shí)間為30分鐘~80分鐘。由此，可以使得所述第一混合物中各組分充分接觸，使的其中的反應(yīng)更完全，從而既可以提高氫氧化鈣和磷酸的利用率，降低氫氧化鈣和磷酸的消耗量而降低成本；又可以提高對(duì)氟、磷、砷的凈化效果，使含有氟、磷、砷的鎢離子交換廢水中達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述靜置沉降的時(shí)間為10分鐘~30分鐘。由此，經(jīng)過充分化學(xué)反應(yīng)獲得的沉淀可以在此時(shí)間內(nèi)完全沉降至所述第二容器的底部，從而使得第二混合物水溶液中固液成分進(jìn)行了充分的分離，達(dá)到了有效去除氟、磷、砷的目的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一氟磷砷渣是通過預(yù)先將所述鎢離子交換廢水的一部分與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第二混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得的。由此，可以通過對(duì)鎢離子交換廢水的預(yù)處理得到最初的氟磷砷渣，從而利用吸附作用初步去除鎢離子交換廢水中的部分氟離子，并與鎢離子交換廢水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀，繼而經(jīng)過一段時(shí)間的靜置，分離獲得最初的氟磷砷渣。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括將所述第二氟磷砷渣返回到所述第一容器中。通過將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法從鎢離子交換廢水中獲得的第二氟磷砷返回至第一容器中繼續(xù)對(duì)鎢離子交換廢水進(jìn)行凈化處理過程，不僅可以有效地利用所獲得的第二氟磷砷渣在第一容器中繼續(xù)進(jìn)行初步脫氟，使得廢料在自身系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到最大的凈化效率，同時(shí)節(jié)省了工藝成本，簡(jiǎn)化了工藝流程。
[0019]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法處理鎢冶煉廢水，可使得含有氟、磷、砷的鎢冶煉離子交換廢水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)過凈化的廢水中氟離子濃度小于10毫克/升，磷濃度小于0.1毫克/升，砷濃度小于0.1毫克/升，從而所獲得的質(zhì)量穩(wěn)定的凈化水。
[0021](2)與傳統(tǒng)一步法相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩步法去除鎢離子交換廢水中氟、磷、砷所消耗的氫氧化鈣和`磷酸分別降低了 43%和45%，且經(jīng)過凈化的廢水中的氟離子濃度由4.15暈克/升降為1.62暈克/升。
[0022]( 3 )根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩步法處理鎢冶煉廢水的方法，工藝簡(jiǎn)單，成本較低。
[0023]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷方法的流程示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。[0028]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0029]下面參考圖1，對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括=SlOO初步脫氟和S200深度去除氟磷砷。
[0030]SlOO初步脫氟
[0031]在第一容器中，將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合，從而獲得經(jīng)過初步脫氟的廢水。
[0032]在該步驟中，將鎢冶煉過程中經(jīng)過離子交換處理所排出的工業(yè)廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合，一方面利用氟磷砷渣的吸附作用，對(duì)鎢離子交換廢水中所含有的氟離子進(jìn)行吸附；另一方面，由于氟磷砷渣含有多種復(fù)雜的成分，其中的Ca3(P04)2、Ca5(PO4)3OH等成分可以與鎢離子交換廢水中所含有的氟離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Ca5(PO4)3F沉淀。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括:
[0033]3Cas (PO4) 2+2F>Ca2+=2Ca5 (PO4) 3F I
[0034]Ca5 (PO4) 30H+F-=Ca5 (PO4) 3F I +OF
[0035]通過上述反應(yīng)，氟離子以Ca5 (PO4)3F沉淀的形式從溶液中析出。綜上，該步驟中將鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合可以通過沉淀反應(yīng)和吸附作用初步去除鎢離子交換廢水中的氟離子，獲得經(jīng)過初步脫氟的廢水。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述鎢離子交換廢水的來源不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，該鎢離子交換廢水可以來自于鎢冶煉過程。由于鎢冶煉過程中經(jīng)過離子交換的廢水中含有較高濃度的氟、磷、砷，如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，并危害人民的健康和生活。由此，需要對(duì)所述鎢離子交換廢水進(jìn)行去除氟、磷、砷的凈化處理，以便達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合從而初步脫氟的條件不受特別限制，只要可以有利于各化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行從而達(dá)到更好的去除氟離子的效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合的條件包括但不限于，在常溫條件下，將第一氟磷砷渣與鎢離子交換廢水按照I克~2克第一氟磷砷渣與200毫升的鎢離子交換廢水的比例進(jìn)行混合，并在混合過程中加以攪拌，攪拌的時(shí)間為30分鐘。從而使得鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣充分接觸，在最適宜化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的條件下以最合理的物料配t匕，在充足而又經(jīng)濟(jì)的時(shí)間內(nèi)，利用上述沉淀化學(xué)反應(yīng)以及物理吸附作用，從而有效地達(dá)到對(duì)鎢離子交換廢水初步脫氟的目的。在上述反應(yīng)條件下，利用本發(fā)明實(shí)施例的方法可以將鎢離子交換廢水中氟離子濃度由150毫克/升~100毫克/升降至80毫克/升~50毫克/升。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對(duì)鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行攪拌的時(shí)間低于30分鐘將不利于兩種反應(yīng)物質(zhì)的充分接觸，不利于沉淀反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而降低去除氟離子的效果；當(dāng)攪拌的時(shí)間多余30分鐘，由于沉淀反應(yīng)已經(jīng)充分完成，不會(huì)再產(chǎn)生新的沉淀，同時(shí)第一氟磷砷對(duì)鎢離子交換廢水中氟離子的吸附作用已經(jīng)達(dá)到飽和，因此更多的反應(yīng)時(shí)間只能增加工藝成本，造成不必要的浪費(fèi)。另外，發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)按照I克~2克的第一氟磷砷渣與200毫升的鎢離子交換廢水的比例進(jìn)行混合，才能達(dá)到最大的沉淀和吸附氟離子的效果，低于或者高于該比例，都將不利于化學(xué)沉淀氟離子反應(yīng)的進(jìn)行，也不能充分利用第一氟磷砷渣對(duì)鎢離子交換廢水中氟離子的吸附作用。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以有效地達(dá)到鎢離子交換廢水初步脫氟的目的。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合所采用的第一容器并不受特別限制，只要可以順利的進(jìn)行上述SlOO步驟中的化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行攪拌與沉降，并且獲得經(jīng)過初步脫氟的廢水，可以使用本領(lǐng)域常用的各種設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合可以在例如但不限于玻璃燒杯中進(jìn)行。
[0038]S200深度去除氟磷砷
[0039]在第二容器中，將經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第一混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得經(jīng)過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。
[0040]在該步驟中，由于通過X衍射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，在SlOO步驟中獲得的初步脫氟的廢水仍然殘留氟離子，以及磷和砷等有害元素，例如，即042-、？043_和45+。為了進(jìn)一步凈化獲得的初步脫氟的廢水，可以繼續(xù)利用化學(xué)沉淀反應(yīng)向其中加入沉淀劑，從而使得獲得的初步脫氟的廢水中以各種形式存在的氟、磷、砷以沉淀的形式從溶液中析出，通過進(jìn)一步的處理達(dá)到深度凈化的效果。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所使用的沉淀劑并不受特別限制，只要在保證不會(huì)引入新的雜質(zhì)離子的前提下可以有效的與經(jīng)過初步脫氟的廢水中的氟、磷、砷離子形成沉淀，可以選用本領(lǐng)域常用的各種沉淀劑，例如根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，在一定反應(yīng)條件下經(jīng)過足夠的反應(yīng)時(shí)間，攪拌后將所得到的第二混合物進(jìn)行足夠時(shí)間的靜置沉降，從而獲得經(jīng)過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施 例，將經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括:
[0041]5Ca2++3P0廣+F-=Ca5 (PO4) 3F IKsp=L 0 X 1(T60
[0042]3Ca2++2P0廣=Ca3 (PO4) 2 IKsp=L 0 X 1(T29
[0043]5Ca2++3P043>0r=Ca5 (PO4) 30H I Ksp=6.8 X 1(T37
[0044]2As043>3Ca2+=Ca3 (AsO4) 2 IKsp=I X 1(T2L40
[0045]通過上述反應(yīng)經(jīng)過初步脫氟的廢水中的氟離子、磷和砷可以分別以Ca5(PO4)3F、Ca3 (PO4) 2和Ca5 (PO4) 30H以及Ca3 (AsO4) 2沉淀的形式從經(jīng)過初步脫氟的廢水中析出。由此，可以達(dá)到有效去除經(jīng)過初步脫氟的廢水中氟、磷、砷等有害元素的目的，從而使得經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例方法處理過的廢水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅大大減少了工業(yè)廢水處理的成本，而且凈化出的水質(zhì)量穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合從而深度去除氟、磷、砷等有害元素的條件不受特別限制，只要可以有利于各化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行從而達(dá)到更好的去除氟、磷、砷等有害元素的效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，經(jīng)過初步脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合的條件包括但不限于，在20攝氏度~30攝氏度溫度條件下，將氫氧化鈣和磷酸與經(jīng)過初步脫氟的廢水中剩余的氟離子濃度按照摩爾比9.4~12:2~3.5:1的比例進(jìn)行混合，并且對(duì)該反應(yīng)體系進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為30分鐘~80分鐘，從而使得經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸充分接觸，利用上述沉淀化學(xué)反應(yīng)，從而有效地達(dá)到將氟、磷、砷等有害元素以沉淀的形式從溶液中析出的目的。然后，經(jīng)過10分鐘~30分鐘的靜置沉降，經(jīng)過充分化學(xué)反應(yīng)獲得的沉淀可以在此時(shí)間內(nèi)完全沉降至所述第二容器的底部，從而使得第二混合物水溶液中固液成分進(jìn)行了充分的分離，達(dá)到了有效去除氟磷砷的目的。在上述反應(yīng)條件下，利用本發(fā)明實(shí)施例的方法所獲得的經(jīng)過凈化的廢水中氟離子的含量小于10毫克/升，磷的含量小于0.1毫克/升，砷的濃度小于0.1毫克/升。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合的溫度低于20攝氏度會(huì)降低化學(xué)反應(yīng)的速度，使化學(xué)反應(yīng)得不到充分的進(jìn)行；而當(dāng)混合的溫度高于30攝氏度時(shí)又會(huì)增加許多其他不同的副反應(yīng)，不僅會(huì)造成氟、磷和砷離子的復(fù)溶。同時(shí)，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸形成的第一混合物進(jìn)行攪拌的時(shí)間低于30分鐘將不利于各種反應(yīng)物質(zhì)的充分接觸，不利于沉淀反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而降低去除氟、磷和砷的效果；當(dāng)攪拌的時(shí)間多余80分鐘，由于沉淀反應(yīng)已經(jīng)充分完成，不會(huì)再產(chǎn)生新的沉淀，因此更多的反應(yīng)時(shí)間只能增加工藝成本，造成不必要的浪費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，當(dāng)反應(yīng)溫度接近30攝氏度時(shí)，可以將攪拌時(shí)間控制在30分鐘至60分鐘；當(dāng)反應(yīng)溫度接近20攝氏度時(shí)，可以將攪拌時(shí)間控制在60分鐘至80分鐘。另外，發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)氫氧化鈣和磷酸與經(jīng)過初步脫氟的廢水中剩余的氟離子濃度以9.4~12:2~3.5:1的摩爾比進(jìn)行混合時(shí)，才能達(dá)到最大的沉淀氟、磷、砷的效果，低于或者高于該比例，都不利于化學(xué)沉淀氟、磷和砷離子反應(yīng)的進(jìn)行。由此，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以有效地去除SlOO步驟中獲得的經(jīng)過初步脫氟的廢水中的氟、磷和砷等有害元素，從而使得經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法處理過的廢水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅大大減少了水處理的成本，而且凈化出的水質(zhì)量穩(wěn)定。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合所采用的第二容器并不受特別限制，只要可以順利的進(jìn)行上述S200步驟中的化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行攪拌與沉降，得到第二氟磷砷渣，可以使用本領(lǐng)域常用的各種設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合可以但不限于在玻璃燒杯中進(jìn)行。
[0047]需要特別說明的是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在SlOO步驟中與鎢冶煉離子交換廢水進(jìn)行混合的第一氟磷砷渣在工業(yè)化生產(chǎn)中是采用S200步驟中通過沉淀反應(yīng)和靜置沉降而所獲得氟磷砷渣，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一次與鎢冶煉離子交換廢水進(jìn)行混合的氟磷砷渣是通過預(yù)先將一部分鎢離子交換廢水與氫氧化鈣和磷酸按照最佳比例進(jìn)行混合，并將所得到的第二混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得的。由此，可以通過對(duì)鎢離子交換廢水的預(yù)處理得到最初的氟磷砷渣`，從而利用吸附作用初步去除鎢離子交換廢水中的部分氟離子，并與鎢離子交換廢水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成沉淀，繼而經(jīng)過一段時(shí)間的靜置，分離獲得最初的氟磷砷渣。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括將所述第二氟磷砷渣返回到所述第一容器中。通過將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法從鎢離子交換廢水中獲得的第二氟磷砷渣返回至第一容器中繼續(xù)對(duì)鎢離子交換廢水進(jìn)行凈化處理過程，由此不僅可以有效地利用所獲得的第二氟磷砷渣在第一容器中繼續(xù)進(jìn)行初步脫氟，使得廢料在自身系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到最大的凈化效率，同時(shí)節(jié)省了工藝成本，簡(jiǎn)化了工藝流程，這也正是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)所在。
[0048]實(shí)施例1
[0049]先將200毫升含有濃度為143暈克/升氟尚子、3.54暈克/升磷尚子和1.48暈克/升砷離子的鎢離子交換廢水加入1.5克氟磷砷渣，在20攝氏度溫度條件下攪拌反應(yīng)30分鐘后進(jìn)行過濾，濾液即為經(jīng)過初步脫氟的廢水；經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的鎢離子交換廢水中的氟離子濃度由最初的143毫克/升下降為77毫克/升。然后向200毫升上述經(jīng)過初步脫氟的廢水中加入0.697克分析純氫氧化鈣和0.18毫升85%的磷酸，在20攝氏度溫度下攪拌80分鐘，然后將經(jīng)過攪拌的混合物沉降10分鐘后過濾，所得濾液即經(jīng)過凈化的廢水，并對(duì)濾渣進(jìn)行回收，并進(jìn)一步返回用于鎢冶煉離子交換廢水的初步脫氟步驟；經(jīng)檢測(cè)，所獲得的經(jīng)過凈化的廢水中氟離子的濃度為1.65毫克/升，磷的濃度小于0.1毫克/升，砷的濃度小于0.1毫克/升。由上述檢測(cè)結(jié)果可以看出，通過利用本實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法，所獲得的經(jīng)過凈化的廢水可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]表1顯示了上述兩段法去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法所消耗的試劑以及依照上述方法獲得的經(jīng)過凈化的廢水中殘留的氟磷砷離子濃度，與傳統(tǒng)一段法去除鎢離子交換廢水中氟、磷、砷相比，利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的去除鎢離子交換廢水的方法不僅提高了去除氟、磷、砷的效果，同時(shí)降低了凈化試劑氫氧化鈣和磷酸的消耗量，從而降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法(即二段法)與傳統(tǒng)一段法凈化試劑消耗對(duì)比結(jié)果如下表1所示:
[0051]表1 一段法和二段法凈化試劑消耗對(duì)比(10次實(shí)驗(yàn)平均值)
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種去除鎢離子交換廢水中氟磷砷的方法，其特征在于，包括: 在第一容器中，將所述鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合，以便獲得經(jīng)過脫氟的廢水；以及 在第二容器中，將所述經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第一混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得經(jīng)過凈化的廢水和第二氟磷砷渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鎢離子交換廢水來自于鎢冶煉過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述第一氟磷砷渣與所述鎢離子交換廢水按照I克~2克所述第一氟磷砷渣與200毫升的所述鎢離子交換廢水的比例進(jìn)行混八口 o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述鎢離子交換廢水與第一氟磷砷渣進(jìn)行混合進(jìn)一步包括:對(duì)所述鎢離子交換廢水與所述第一氟磷砷渣攪拌30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氫氧化鈣和磷酸與所述經(jīng)過脫氟的廢水中剩余的氟離子的摩爾比為9.4~12:2~3.5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在20攝氏度~30攝氏度溫度下將所述經(jīng)過脫氟的廢水與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述第一混合物進(jìn)行攪拌的時(shí)間為30分鐘~80分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述靜置沉降的時(shí)間為10分鐘~30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一氟磷砷渣是通過預(yù)先將所述鎢離子交換廢水的一部分與氫氧化鈣和磷酸進(jìn)行混合，并將所得到的第二混合物進(jìn)行攪拌后靜置沉降而獲得的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述第二氟磷砷渣返回到所述第一容器中。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103601311SQ201310358937
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】趙立夫, 萬林生, 黃小晶, 李紅超, 黃澤輝 申請(qǐng)人:崇義章源鎢業(yè)股份有限公司, 江西理工大學(xué)