一種含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電玻璃深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用含氟廢水制備氟硅酸鈉 的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和建設高潮的興起，玻璃行業(yè)快速發(fā)展，伴隨著原片企業(yè)的 擴張，以及人們對功能性玻璃市場需求的快速增長，玻璃深加工行業(yè)也得到快速發(fā)展。在這 些玻璃深加工企業(yè)，會產(chǎn)生大量的工業(yè)含氟廢水，企業(yè)面臨嚴峻環(huán)保壓力，如何處理工業(yè)含 氟廢水，實現(xiàn)資源綜合利用是亟需解決的問題。
[0003]目前，玻璃深加工行業(yè)的含氟廢水，主要處理方法是，在含氟廢水中加入石灰、氯 化鈣、氫氧化鈉等，處理后廢水達到工業(yè)排放標準進行排放，這樣處理含氟廢水不但增加生 產(chǎn)成本，造成資源浪費，同時又產(chǎn)生新的廢渣，帶來新的環(huán)保問題。
[0004] 氟硅酸鈉是一種重要的無機化工產(chǎn)品，在農(nóng)業(yè)和工業(yè)上有著廣泛的用途。氟硅酸 鈉的生產(chǎn)，其中氟硅酸的來源主要來自于螢石和磷礦石，隨著以探明的螢石資源以及磷復 肥企業(yè)磷礦石的不斷消耗，資源有限，氟資源又屬于高能耗型的化工產(chǎn)品，生產(chǎn)成本高，價 格昂貴，且不利于環(huán)境保護，因此，合理有效的利用好廢水中的氟資源越來越受到重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以工業(yè)含氟廢水為 原料，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，以回收含氟廢水中的氫氟 酸、氟硅酸，制備氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝， 具體包括以下步驟： (1)氟硅酸的制備：向含氟廢水中加入硅渣，使得含氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩 爾比控制為3. 2-3. 9 : 1，控制反應溫度10-35°C，攪拌速度350-450r/min，反應時間 15-35min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2 )氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)所得氟硅酸溶液中加入氯化鈉溶液，使得溶液中氯化 鈉和氟硅酸的摩爾比控制為1. 7-2. 3:1，控制反應溫度10-35°C，攪拌速度150-250r/min， 反應時間20-40min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0007] 進一步，步驟（1)中，所述娃渣中二氧化娃質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為72%_75%。
[0008] 進一步，步驟（1)中，所述含氟廢水成分包括氫氟酸、氟硅酸或\和氟鋁酸等，還可 以包含硼離子或\和鋇離子。
[0009] 進一步，步驟（1)中，控制含氟廢水中氟與硅渣中硅的摩爾比為3. 5-3. 7 :1。
[0010] 進一步，步驟（1)中，所述攪拌反應時間控制在20-30min。
[0011] 進一步，步驟（2)中，所述加入的氯化鈉溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為20%-30%。
[0012] 進一步，步驟（2)中，控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為1. 9-2. 1:1。
[0013] 進一步，步驟（2)中，所述攪拌反應時間控制為25-35min。
[0014] 本發(fā)明以工業(yè)含氟廢水為原料，這種含氟廢水來源于玻璃深加工行業(yè)，其中廢水 的成份復雜，回收利用困難，本發(fā)明采用加入硅渣以及氯化鈉制備氟硅酸鈉的方法，能實現(xiàn) 氟資源的回收利用；同時解決廢棄硅渣問題，實現(xiàn)硅資源的綜合利用。經(jīng)處理后，水中氟含 量降低為〇. lg/L-0. 5g/L，處理后的水經(jīng)過深度除氟，可循環(huán)利用，而且生產(chǎn)的氟硅酸鈉產(chǎn) 品顆粒大，各項指標均達標，能實現(xiàn)氟、硅資源的回收利用，降低生產(chǎn)成本，具有較大的經(jīng) 濟效益和環(huán)保效益。
【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0016] 實施例1 本實施例包括以下步驟： (1) 氟硅酸的制備：向2L反應器中加入1000 mL含氟廢水，其中含氟廢水中氟的摩爾濃 度為4. 983mol/L，然后向含氟廢水中加入二氧化硅質(zhì)量分數(shù)為72%的硅渣129. 41g，所述含 氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩爾比控制為3. 2:1，控制反應溫度KTC，攪拌速度350r/ min,反應時間15min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2) 氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)所得氟硅酸溶液中加入質(zhì)量濃度為20%的氯化鈉溶 液497mL，控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為1. 7:1，控制反應溫度10 °C，攪拌速度 150r/min，反應時間20min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0017] 經(jīng)本實施例處理后廢水中氟含量為0. 2g/L，依據(jù)國家環(huán)境保護總局標準中水質(zhì)中 氟的測定方法測定。
[0018] 實施例2 本實施例包括以下步驟： (1) 氟硅酸的制備：向2L反應器中加入1000 mL含氟廢水，其中含氟廢水中氟的摩爾濃 度為4. 983mol/L，然后向含氟廢水中加入二氧化硅質(zhì)量分數(shù)為73%的硅渣116. 71g，所述 含氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩爾比控制為3. 5:1，控制反應溫度20°C，攪拌速度380r/ min,反應時間20min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2) 氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)所得氟硅酸溶液中加入質(zhì)量濃度為25%氯化鈉溶 液446mL，控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為1. 9:1，控制反應溫度20 °C，攪拌速度 180r/min，反應時間25min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0019] 經(jīng)本實施例處理后廢水中氟含量為0. 18g/L，依據(jù)國家環(huán)境保護總局標準中水質(zhì) 中氟的測定方法測定。
[0020] 實施例3 本實施例包括以下步驟： (1) 氟硅酸的制備：向2L反應器中加入1000 mL含氟廢水，其中含氟廢水中氟的摩爾濃 度為4. 983mol/L，然后向含氟廢水中加入二氧化硅質(zhì)量分數(shù)為73%的硅渣110. 40g，所述 含氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩爾比控制為3. 7:1，控制反應溫度25°C，攪拌速度410r/ min,反應時間30min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2) 氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)氟硅酸溶液中加入質(zhì)量濃度為25%氯化鈉溶液491mL， 控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為2. 1:1，控制反應溫度25°C，攪拌速度200r/min， 反應時間35min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0021] 經(jīng)本實施例處理后廢水中氟含量為0. 15g/L，依據(jù)國家環(huán)境保護總局標準中水質(zhì) 中氟的測定方法測定。
[0022] 實施例4 本實施例包括以下步驟： (1) 氟硅酸的制備：向2L反應器中加入1000 mL含氟廢水，其中含氟廢水中氟的摩爾濃 度為4. 983mol/L，然后向含氟廢水中加入二氧化硅質(zhì)量分數(shù)為75%的硅渣101. 94g，所述含 氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩爾比控制為3. 9:1，控制反應溫度35°C，攪拌速度450r/ min,反應時間35min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2) 氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)所得氟硅酸溶液中加入質(zhì)量濃度為30%氯化鈉溶 液448mL，控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為2. 3:1，控制反應溫度35 °C，攪拌速度 250r/min，反應時間40min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。
[0023] 經(jīng)本實施例處理后廢水中氟含量為0. 3g/L，依據(jù)國家環(huán)境保護總局標準中水質(zhì)中 氟的測定方法測定。
[0024] 各實施例所得氟娃酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量分別如表1所不。
注：其中五氧化二磷的含量畫橫線為不做要求。
【主權(quán)項】
1. 一種含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，包括以下步驟： (1)氟硅酸的制備：向含氟廢水中加入硅渣，使得含氟廢水中氟與硅渣中硅的元素摩 爾比控制為3. 2-3. 9 : 1，控制反應溫度10-35°C，攪拌速度350-450r/min，反應時間 15-35min，反應完成后過濾，得到氟娃酸溶液； (2 )氟硅酸鈉的制備：向步驟（1)所得氟硅酸溶液中加入氯化鈉溶液，使得溶液中氯化 鈉和氟硅酸的摩爾比控制為1. 7-2. 3:1，控制反應溫度10-35°C，攪拌速度150-250r/min， 反應時間20-40min，反應完成后將溶液進行過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（1)中，所 述硅渣中二氧化硅質(zhì)量分數(shù)為72%-75%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（1) 中，所述含氟廢水成分包括氫氟酸、氟硅酸或\和氟鋁酸。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，所述含氟廢水 成分還包括硼離子或\和鋇離子。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（1) 中，控制含氟廢水中氟與硅渣中硅的摩爾比為3. 5-3. 7 :1。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（1) 中，所述攪拌反應時間控制在20-30min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（2) 中，所述加入的氯化鈉溶液的質(zhì)量濃度為20%-30%。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（2) 中，控制溶液中氯化鈉和氟硅酸的摩爾比為1. 9-2. 1:1。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，其特征在于，步驟（2) 中，所述攪拌反應時間控制為25-35min。
【專利摘要】一種含氟廢水制備氟硅酸鈉的工藝，包括以下步驟：（1）向含氟廢水中加入硅渣，10-35℃,攪拌速度350-450r/min,反應時間15-35min，過濾，得到氟硅酸溶液；（2）向氟硅酸溶液中加入氯化鈉溶液，控制反應溫度10-35℃,反應20-40min，過濾，濾餅烘干后，得到氟硅酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明中的工業(yè)含氟廢水經(jīng)處理后，水中氟含量降低為0.1g/L-0.5g/L，鋁、硼含量基本不變，處理后的水經(jīng)過深度除氟，可循環(huán)利用，能實現(xiàn)氟、硅資源的回收利用，降低生產(chǎn)成本，具有較大的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
【IPC分類】C01B33/10
【公開號】CN105174270
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】梁亞娟, 廖志輝, 李程文, 王子龍, 劉東曉, 段立山
【申請人】湖南有色氟化學科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月15日