申请日2018.01.25
公开(公告)日2018.07.31
IPC分类号C02F9/04; C02F103/34; C02F101/20; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法，包括以下步骤：1)向废水中通入氨或者氨水进行中和，至pH为7‑9，静置沉淀后过滤;2)步骤1)所得的滤液中加入聚沉剂，反应一段时间后，加入絮凝剂进行充分混合，沉淀后过滤;3)步骤2)所得的滤液中调pH在6‑7，最后经活性炭过滤、精密过滤器过滤及超滤和/或反渗透处理，得到净水。本发明经中和、沉淀及过滤的工艺，将酸法提纯废水全部回用，避免了污水外排，而且设备投入少、成本低、操作简单，可以为石墨行业大范围采用。
权利要求书
1.一种石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向废水中通入氨或者氨水进行中和，至pH为7-9，静置沉淀;
2)步骤1)所得的清液中加入聚沉剂，反应一段时间后，加入絮凝剂进行充分混合，沉淀;
3)步骤2)所得的清液中调pH在6-7，最后经活性炭过滤、精密过滤器过滤处理，再经超滤和/或反渗透处理，得到回收废水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中中和时，采用氨水，其浓度在25wt%以下。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，控制pH在7-7.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述的聚沉剂为氯化钠、氯化钡、硅酸、磷酸盐、碳酸盐及酸式碳酸盐;浓度在1-5wt%。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述聚沉剂溶液的浓度为1wt%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝配制成2wt%的溶液，阴离子聚丙烯酰胺配制成0.03%的溶液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中调pH之前，若采用氯化钡作为聚沉剂，先加入硫酸铵沉淀滤液中残余的钡，且加入聚合氯化铝加速沉淀，然后再次过滤的滤液调pH。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中调pH值为6.5-7，通过盐酸或者硫酸进行调节。
说明书
石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法
技术领域
本发明属于石墨提纯技术领域，涉及石墨提纯技术过程中废水的处理，具体涉及一种石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法。
背景技术
天然石墨包括鳞片石墨和微晶石墨，天然石墨经选矿加工，可将石墨碳含量提升到94%以上，即高碳石墨，石墨进入高技术领域应用还需进一步提碳，提碳方法包括化学方法和高温方法。化学方法工艺设备简单，成本低，效率高。化学方法包括酸法和碱酸法。酸法提纯石墨提碳效率高，甚至可达到99.99%，碱酸法提纯石墨碳量一般能达到99.9%以下。
高碳石墨的酸法提纯方法是石墨提碳行之有效的工艺方法。酸法提纯属于湿法，要用到大量的水，酸法提纯都要用到氢氟酸，在工艺过程中不可避免要产生污水，而含氟废水或废酸水的排放属于严重的环境污染，必须进行污水处理，才能达标排放或者进行循环利用。
发明内容
本发明的目的提供一种石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法，能够将废水进行处理后回用，避免了污水外排，而且设备投入少、成本低、操作简单。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种石墨酸法提纯过程中产生的废水的处理方法，包括以下步骤：
1)向废水中通入氨或者氨水进行中和，至pH为7-9，静置沉淀;
2)步骤1)所得的清液中加入聚沉剂，反应一段时间后，加入絮凝剂进行充分混合，沉淀;
3)步骤2)所得的清液中调pH在6-7，最后经活性炭过滤、精密过滤器过滤处理，再经超滤和/或反渗透处理，得到回收废水。
进一步地，所述步骤1)中中和时，采用氨水，其浓度在25wt%以下。
进一步地，步骤1)中，控制pH在7-7.5。
进一步地，步骤2)中所述的聚沉剂为氯化钠、氯化钡、硅酸、磷酸盐、碳酸盐及酸式碳酸盐;浓度在1-5wt%。
进一步地，所述聚沉剂溶液的浓度为1wt%。
进一步地，所述絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝配制成2wt%的溶液，阴离子聚丙烯酰胺配制成0.03%的溶液。
进一步地，步骤3)中调pH之前，若采用氯化钡作为聚沉剂，先加入硫酸铵沉淀滤液中残余的钡，且加入聚合氯化铝加速沉淀，然后再次过滤的滤液调pH。进一步地，步骤3)中调pH值为6.5-7，通过盐酸或者硫酸进行调节。传统方法中中和时，多采用大理石、石灰、氧化镁等碱性矿产或电石渣等工业废料作为中和剂，虽然能够有效的中和及除氟，但这种方法处理废水稳定性差，渣量大，水资源利用率低，处理设备和设施复杂，废水处理成本较高。
本发明选用氨水或者气氨作为中和剂，将废水中的酸进行中和，酸性废水中铁、铬、锰等金属离子杂质在碱性条件下生成金属氢氧化物并沉淀，通过控制废水pH值，中和后的废水中残存有氢氧化物胶体颗粒，通过向废水中添加氯化钠、氯化钡、硅酸、磷酸盐、碳酸盐及酸式碳酸盐聚沉剂，金属氢氧化物如氢氧化铁胶体颗粒带正电，聚沉剂提供阴离子，将氢氧化物胶体颗粒凝聚成大颗粒而产生沉淀，在絮凝剂作用下加速沉淀。最后用盐酸、硫酸、硫酸铵等回调pH值，净水经活性炭过滤、精密过滤以及超滤和/反渗透处理，得到的回收废水可回用到酸法提纯石墨生产线作为工艺水。
本发明提供的方法原理简单，材料易得，经中和、沉淀、再沉淀、过滤的工艺，将酸法提纯废水全部回用，避免了污水外排，而且设备投入少、成本低、操作简单，可以为石墨行业大范围采用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
采用氢氟酸和盐酸混酸工艺提纯鳞片石墨，在工艺过程中，是采用40%氢氟酸、30%盐酸作为纯化剂，水为溶剂，若鳞片石墨碳含量为94%，氢氟酸：盐酸：石墨质量比=1:1:5，分次用水洗涤，用水量约为石墨质量的10-15倍。产生的废水主要含酸、铁、铝以及少量的钙、镁、铬、镍以及锰等金属盐。
取200目95%鳞片石墨50g，加10g40%氢氟酸、10g30%盐酸和50g回收水，搅拌成糊浆状，水浴锅加热，加热温度60-80度，反应时间6-8小时，分次加回收水洗涤过滤，每次洗涤水量100g，分五-六次洗涤，直到石墨PH值在5以上，过滤采用布氏漏斗，收集废水;洗涤之后，可再次在石墨中加盐酸3-6g，加回收水30g，加热反应，温度在50-60度，反应时间1-2h，再次分次加回收水洗涤过滤，每次洗涤水量100g，分三-四次洗涤，直到PH值在5以上，再用纯水或去离子水洗涤1-3次，直到PH值6以上，过滤采用布氏漏斗，这种工艺得到的石墨碳含量达到99.95%。两次废水归拢，废水量约为1000g。
实施例1：
用20%工业氨水中和，中和后废水pH值控制在7-7.5，废水中产生黄褐色絮状沉淀，经充分沉淀后，上层水质泛黄，滤出清水，清水量约为1000g，加1%氯化钡0.5ml，搅拌，再加2%PAC1毫升和0.03%阴离子型PAM0.5毫升，搅拌，充分沉淀，上层水质清澈，滤出清水，清水PH值在7-7.5，加1%硫酸铵沉淀钡，加2%PAC0.5毫升絮凝加速沉淀，滤出清水，在清水中加5%盐酸回调PH值到6.5-7，回调后的清水经过活性炭过滤、精密过滤和超滤过程，得到回收水回用。
实施例2：
废水1000g，用25wt%工业氨水中和，中和后pH值控制在7-7.5，废水中产生黄褐色絮状沉淀，经充分沉淀后，上层水色泛黄，滤出清水，加1%氯化钠0.5ml，搅拌，再加2%PAC1毫升和0.03%阴离子型PAM0.5毫升，搅拌，充分沉淀，上层水质清澈，滤出清水，清水PH值在7-7.5，在清水中加盐酸回调PH值到6.5-7，回调后的清水经过活性炭过滤、精密过滤和超滤过程，得到回收水回用。
实施例3：
废水1000g，用20%工业氨水中和，中和后PH值控制在7-7.5，废水中产生黄褐色絮状沉淀，经充分沉淀后，上层水色泛黄，滤出清水，清水量约为1000g，加1%氯化钡0.5ml，搅拌，再加2%PAC1毫升和0.03%阴离子型PAM0.5毫升，搅拌，充分沉淀，上层水质清澈，滤出清水，清水PH值在7-7.5，加1%硫酸铵沉淀钡，加2%PAC0.5毫升絮凝加速沉淀，滤出清水，在清水中加5%盐酸回调PH值到6.5-7，回调后的清水经过活性炭过滤、精密过滤和超滤过程，得到回收水回用。