一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理和水處理劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氟是人體中重要的微量元素，是牙齒及骨骼必要的成分。但過量攝入則會引起氟骨癥和氟斑牙等中毒癥狀，且其極易被人體和動植物吸收，積累在生物體中造成中毒。而我國將近I億人生活在高氟水地區(qū)，另外，大量的高氟工業(yè)廢水也可能成為重要的污染來源。
[0003]在玻璃制品加工或其它處理工序中，有時需要使用氫氟酸或其它酸混合，進行表面處理，這樣就不同程度地排出了含氟廢酸，這些廢水的酸性強，氟化物濃度高。目前通用的處理方法是采用石灰中和沉淀法處理，即向廢水中投加石灰、石灰乳，在中和酸的同時除去廢水中的氟離子，該工藝雖然操作簡單，但需要消耗大量的石灰，且處理后廢水中氟離子含量難以達到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)10mg/L以下。此外，簡單的中和廢酸并未充分利用酸的價值，是對資源的一種浪費。
[0004]聚合銷〔Polyaluminium Chloride〕簡稱PAC，它是上個世紀(jì)60年代后期正式投入工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的一種新型高分子混凝劑凈水材料。由于聚合鋁具有投加量少、凈化效率高、濾后水質(zhì)好、成本低等一系列優(yōu)點，近年來發(fā)展十分迅速，并廣泛應(yīng)用于上下水、循環(huán)用水、工業(yè)廢水處理及污泥脫水等過程中，也是化工、輕工等部門廣泛應(yīng)用于固液分離操作中的一種重要藥劑。聚合鋁按照生產(chǎn)工藝大致分為:固體粉狀聚合鋁、液體聚合鋁、噴霧干燥型聚合鋁。
[0005]鋁酸鈣粉是灰白色粉末。主要成份是二鋁酸鈣(CaOdAl2O3)和一鋁酸鈣(CaO-Al2O3)的混合物，微溶于水，水溶液呈堿性，PH值約為11。鋁酸鈣粉與無機強酸反應(yīng)活性很高，在常溫下即可啟動發(fā)生，且放熱量大，升溫快，氧化鋁的溶出率可達90%以上，用它做原料生產(chǎn)液體或固體聚合氯化鋁能簡化工藝，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是目前國內(nèi)外大多數(shù)聚合氯化鋁生產(chǎn)廠家所采用的原材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種去除含氟廢酸中氟離子并同時生產(chǎn)聚合鋁的方法。所生產(chǎn)的聚合鋁可做為一種水處理藥劑應(yīng)用于廢水的處理，達到變廢為寶，環(huán)保經(jīng)濟的目的。
[0007]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，包括如下步驟:往含氟廢酸中加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，攪拌反應(yīng)后進行熟化，過濾去除含氟固體廢渣，得到聚合鋁溶液。
[0009]優(yōu)選的，所述氯化鈣與所述含氟廢酸中氟離子的摩爾比為(0.4?0.6):1 ；
[0010]優(yōu)選的，所述含氟廢酸中每I摩爾氟酸加入42?53克鋁酸鈣粉；
[0011]優(yōu)選的，所述攪拌反應(yīng)的溫度為25?85°C ;
[0012]優(yōu)選的，所述攪拌反應(yīng)的時間為0.5?3h。
[0013]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0014](I)本發(fā)明所述方法通過鈣鹽沉淀法去除含氟廢酸中的氟離子，采用的氯化鈣在去除氟離子的同時為制備聚合鋁提供鹽酸原料。
[0015](2)本發(fā)明所述方法采用鋁酸鈣酸溶法生成聚合鋁，且鋁酸鈣中的氧化鈣在調(diào)節(jié)聚合氯化鋁的堿基度的同時可沉淀一部分氟離子，減少氯化鈣的投加量。
[0016](3)本發(fā)明所述方法操作簡單，氟離子去除效率高，并在實現(xiàn)含氟廢酸中氟離子去除的同時，將廢水里面的酸資源化利用，生產(chǎn)的聚合鋁(含聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁和聚合硝酸鋁等)可用于廢水的處理且具有良好的處理效果。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0018]實施例1
[0019]一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，步驟如下:取含氟廢酸(含氟廢酸中氟離子濃度為51912mg/L，以CaCO3計甲基橙酸度約為2.62 X 10~5mg/L)，加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，氯化鈣投加量與含氟廢酸中初始氟離子的摩爾比為0.4:1，即氯化鈣投加量為122g/L，鋁酸鈣粉的投加量為220g/L，在25°C下攪拌反應(yīng)2h后進行熟化，然后進行過濾，去除含氟沉淀廢渣，得到的溶液即為液體聚合鋁。
[0020]取攪拌反應(yīng)后的水樣進行氟離子濃度檢測，得出攪拌反應(yīng)后含氟廢酸中氟離子的濃度為46.66mg/L。制備得到的液體聚合鋁的氧化鋁含量為6.03%，堿基度為58.17%。
[0021]利用本實施例所制液體聚合鋁做混凝實驗，處理某垃圾滲濾液，每升垃圾滲濾液中投加50mL所得液體聚合鋁，反應(yīng)后測得垃圾滲濾液的化學(xué)需氧量COD去除率為50.9%，色度去除率為77.6%。
[0022]實施例2
[0023]一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，步驟如下:取含氟廢酸(含氟廢酸中氟離子濃度為51912mg/L，以CaCO3計甲基橙酸度約為2.62 X 10~5mg/L)，加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，氯化鈣投加量與含氟廢酸中初始氟離子的摩爾比為0.5:1，即氯化鈣投加量為152g/L，鋁酸鈣粉的投加量為250g/L，在75°C下攪拌反應(yīng)3h后進行熟化，然后進行過濾，去除含氟沉淀廢渣，得到的溶液即為液體聚合鋁。
[0024]取攪拌反應(yīng)后的水樣進行氟離子濃度檢測，得出攪拌反應(yīng)后含氟廢酸中氟離子的濃度為27.4mg/L，制備得到的液體聚合鋁的氧化鋁含量為6.82%，堿基度為66.34%。
[0025]利用本實施例所制液體聚合鋁做混凝實驗，處理某垃圾滲濾液，每升垃圾滲濾液中投加50mL所得液體聚合鋁，反應(yīng)后測得垃圾滲濾液的化學(xué)需氧量COD去除率為57.6%，色度去除率為78.3%。
[0026]實施例3
[0027]一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，步驟如下:取含氟廢酸(含氟廢酸中氟離子濃度為51912mg/L，以CaCO3計甲基橙酸度約為2.62 X 10~5mg/L)，加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，氯化鈣投加量與含氟廢酸中初始氟離子的摩爾比為0.6:1，即氯化鈣投加量為182g/L，鋁酸鈣粉的投加量為280g/L，在85°C下攪拌反應(yīng)0.5h后進行熟化，然后進行過濾，去除含氟沉淀廢渣，得到的溶液即為液體聚合鋁。
[0028]取攪拌反應(yīng)后的水樣進行氟離子濃度檢測，得出攪拌反應(yīng)后含氟廢酸中氟離子的濃度為8.4mg/L，制備得到的液體聚合鋁的氧化鋁含量為7.17%，堿基度為70.28%。
[0029]利用本實施例所制液體聚合鋁做混凝實驗，處理某垃圾滲濾液，每升垃圾滲濾液中投加50mL所得液體聚合鋁，反應(yīng)后測得垃圾滲濾液的化學(xué)需氧量COD去除率為61.6%，色度去除率為79.7%。
[0030]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，其特征在于，包括如下步驟:往含氟廢酸中加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，攪拌反應(yīng)后進行熟化，過濾去除含氟固體廢渣，得到聚合鋁溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，其特征在于:所述氯化鈣與所述含氟廢酸中氟離子的摩爾比為(0.4?0.6):1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，其特征在于:所述含氟廢酸中每I摩爾氟酸加入42?53克鋁酸鈣粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，其特征在于:所述攪拌反應(yīng)的溫度為25?85°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，其特征在于:所述攪拌反應(yīng)的時間為0.5?3h。
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢水處理和水處理制備領(lǐng)域，公開了一種利用含氟廢酸制備聚合鋁的方法，所述方法包括如下步驟：往含氟廢酸中加入氯化鈣和鋁酸鈣粉，攪拌反應(yīng)后進行熟化，過濾去除含氟固體廢渣，得到聚合鋁溶液。本發(fā)明所述方法通過鈣鹽沉淀法去除含氟廢酸中的氟離子，采用的氯化鈣在去除氟離子的同時為制備聚合鋁提供鹽酸原料；且采用鋁酸鈣酸溶法生成聚合鋁，且鋁酸鈣中的氧化鈣在調(diào)節(jié)聚合氯化鋁的堿基度的同時可沉淀一部分氟離子，減少氯化鈣的投加量。本發(fā)明所述方法操作簡單，氟離子去除效率高，并在實現(xiàn)含氟廢酸中氟離子去除的同時，將廢水里面的酸資源化利用，生產(chǎn)的聚合鋁可用于廢水的處理且具有良好的處理效果。
【IPC分類】C02F101-14, C02F1-52, C02F1-58
【公開號】CN104649391
【申請?zhí)枴緾N201510044739
【發(fā)明人】汪曉軍, 黃小琴, 趙爽, 劉智穎, 汪星志
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月28日