申请日2018.12.09
公开(公告)日2019.02.22
IPC分类号C01F7/54; C02F9/08; C02F101/14
摘要
本发明公开了一种阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，包括预处理、压滤、初步沉淀、包覆、絮凝、调pH等步骤，完全实现了浮选回收炭的含氟废水的循环利用，并达到了达标排放(氟离子含量约为8‑9mg/L)，而且在回收的过程中获得了纯度较高的冰晶石，附加值提高，提高了企业的经济效益，同时也降低了污染。
权利要求书
1.阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：收集浮选废水，采用电凝聚技术去除废水中的浮选药剂及水玻璃;
(2)压滤：将经过步骤(1)处理的废水送入压滤机中，通过压滤后得到一次上清液，再往一次上清液中投加钠盐、铝盐，搅拌均匀后，沉降，得二次上清液;
(3)初步沉淀：将经过步骤(2)处理的二次上清液收集，并往其中添加石灰，搅拌10-15min，得混合液，过滤后得一次滤液;
(4)包覆：将二氧化硅加入经过步骤(3)处理得到的一次滤液中，在超声波的作用下搅拌均匀，得到混合液;
(5)絮凝：往经过步骤(4)处理得到的混合液中加入絮凝剂，搅拌1-2h后进行沉淀、分离，得三次上清液;
(6)调pH：采用酸碱调节剂调节经过步骤(5)处理得到的三次上清液pH至达标排放。
2.根据权利要求1所述的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中钠盐具体选用氯化钠，铝盐选用聚合氯化铝，且钠盐的添加量为一次上清液总重的20-30%，铝盐的添加量为一次上清液总重的10-20%。
3.根据权利要求2所述的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中二氧化硅具体选用纳米二氧化硅分散液，即纳米二氧化硅、去离子水、轻稀土按照1-3:8-10：0.05-0.1的重量比均匀混合而成。
4.根据权利要求1或2或3所述的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中二氧化硅的用量为一次滤液总重的30-40%。
5.根据权利要求4所述的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中超声波频率为1-3MHZ。
6.根据权利要求5所述的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(5)中絮凝剂为壳聚糖絮凝剂。
说明书
一种阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，属于废阴极炭块回收技术领域。
背景技术
电解铝生产过程中，每3-6年对电解槽进行更换或者检修，电解槽更换或检修产生大量的固体废料，该废料无论是堆放还是填埋，都会给环境空气、水源、土壤带来污染，同时也造成资源的浪费。据统计，电解铝生产过程中，每生产1万吨铝，电解槽更换或是检修产生的固体废料中废旧阴极炭块约100吨左右，我国每年电解铝的生产产生的废旧阴极炭块量约25吨以上。
根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)进行检测，阴极炭块主要成分中炭占50%左右，氟化盐占30%(其中可溶性氟化物占25%，可溶性氢化物0.02%)。阴极炭块遇水会发生水解反应生成氟化氢、氰化氢、氨气等有毒有害 ，而反应的液体则是强碱性含氟化合物、氢化物等有毒液体。
目前，部分企业对上述废旧阴极炭块进行回收，而碱浸浮选方法是其中的一种回收方法，即在加热搅拌调节下用NaOH溶液对废旧阴极进行浸出，浸出渣采用浮选法处理得到纯度为95%以上的炭和纯度为95%的电解质，浸出液与盐酸反应获得较纯的冰晶石，而浸出废液及多次循环后的浮选废水用漂白粉处理分解氰化物并回收氟化钙。这种回收炭的方式，其浮选废水中含氟离子约15g/L，并带有少量的浮选药剂，漂白粉处理废水的回收方式，其处理后的氟离子的浓度仍旧高于100mg/L，而且水中形成的氟化钙沉淀因氟化钙粒子过小而难析出。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，以减少污染，提高附加经济效益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：收集浮选废水，采用电凝聚技术去除废水中的浮选药剂及水玻璃;
(2)压滤：将经过步骤(1)处理的废水送入压滤机中，通过压滤后得到一次上清液，再往一次上清液中投加钠盐、铝盐，搅拌均匀后，沉降，得二次上清液;
(3)初步沉淀：将经过步骤(2)处理的二次上清液收集，并往其中添加石灰，搅拌10-15min，得混合液，过滤后得一次滤液;
(4)包覆：将二氧化硅加入经过步骤(3)处理得到的一次滤液中，在超声波的作用下搅拌均匀，得到混合液;
(5)絮凝：往经过步骤(4)处理得到的混合液中加入絮凝剂，搅拌1-2h后进行沉淀、分离，得三次上清液;
(6)调pH：采用酸碱调节剂调节经过步骤(5)处理得到的三次上清液pH至达标排放。
优选地，步骤(2)中钠盐具体选用氯化钠，铝盐选用聚合氯化铝，且钠盐的添加量为一次上清液总重的20-30%，铝盐的添加量为一次上清液总重的10-20%。
优选地，步骤(4)中二氧化硅具体选用纳米二氧化硅分散液，即纳米二氧化硅、去离子水、轻稀土按照1-3:8-10：0.05-0.1的重量比均匀混合而成。
优选地，步骤(4)中二氧化硅的用量为一次滤液总重的30-40%。
优选地，步骤(4)中超声波频率为1-3MHZ。
优选地，步骤(5)中絮凝剂为壳聚糖絮凝剂。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：通过本发明的方法，完全实现了浮选回收炭的含氟废水的循环利用，并达到了达标排放(氟离子含量低于20mg/L)，而且在回收的过程中获得了纯度较高的冰晶石，附加值提高，提高了企业的经济效益，同时也降低了污染。
具体实施方式
现在结合具体实施例，来对本发明作进一步的阐述。
实施例一
本实施例的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)预处理：收集浮选废水，采用电凝聚技术去除废水中的浮选药剂及水玻璃;
(2)压滤：将经过步骤(1)处理的废水送入压滤机中，通过压滤后得到一次上清液，再往一次上清液中投加氯化钠、聚合氯化铝，且钠盐的添加量为一次上清液总重的30%，铝盐的添加量为一次上清液总重的20%，搅拌均匀后，沉降，得二次上清液;
(3)初步沉淀：将经过步骤(2)处理的二次上清液收集，并往其中添加石灰，搅拌15min，得混合液，过滤后得一次滤液;
(4)包覆：将二氧化硅加入经过步骤(3)处理得到的一次滤液中，二氧化硅的用量为一次滤液总重的40%，二氧化硅具体选用纳米二氧化硅分散液，即纳米二氧化硅、去离子水、轻稀土按照2: 10： 0.1的重量比均匀混合而成，在超声波的作用下搅拌均匀，搅拌25min，超声波频率为3MHZ，得到混合液;。
(5)絮凝：往经过步骤(4)处理得到的混合液中加入壳聚糖絮凝剂，搅拌2h后进行沉淀、分离，得三次上清液;
(6)调pH：采用酸碱调节剂调节经过步骤(5)处理得到的三次上清液pH至达标排放。
经检测，发现本实施例排放的液体中，氟离子含量约为8.46mg/L，为达标排放。
实施例二
本实施例的阴极炭块回收处理中含氟废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)预处理：收集浮选废水，采用电凝聚技术去除废水中的浮选药剂及水玻璃;
(2)压滤：将经过步骤(1)处理的废水送入压滤机中，通过压滤后得到一次上清液，再往一次上清液中投加氯化钠、聚合氯化铝，且钠盐的添加量为一次上清液总重的20%，铝盐的添加量为一次上清液总重的10%，搅拌均匀后，沉降，得二次上清液;
(3)初步沉淀：将经过步骤(2)处理的二次上清液收集，并往其中添加石灰，搅拌10min，得混合液，过滤后得一次滤液;
(4)包覆：将二氧化硅加入经过步骤(3)处理得到的一次滤液中，二氧化硅的用量为一次滤液总重的30%，二氧化硅具体选用纳米二氧化硅分散液，即纳米二氧化硅、去离子水、轻稀土按照3: 10：0.05的重量比均匀混合而成，在超声波的作用下搅拌均匀，搅拌20min，超声波频率为1MHZ，得到混合液;。
(5)絮凝：往经过步骤(4)处理得到的混合液中加入壳聚糖絮凝剂，搅拌1h后进行沉淀、分离，得三次上清液;
(6)调pH：采用酸碱调节剂调节经过步骤(5)处理得到的三次上清液pH至达标排放。
经检测，发现本实施例排放的液体中，氟离子含量约为13.90mg/L，为达标排放。