[发明专利]去除钨离子交换废水中氟磷砷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，涉及去除钨离子交换废水中氟磷砷的方法。

背景技术

我国规定生活饮水中氟含量应低于1.0毫克/升，工业废水中氟的无机化合物最高允许的排放质量浓度为10毫克/升，长期饮用含氟较高的水会造成氟在体内过量积累导致机体慢性中毒。随着现代化工业化的发展，含氟废水排放量越来越大，大量含氟工业废水如果不经处理直接排放，将会对环境造成很大的污染，并危害人民的健康和生活。

因此，去除钨离子交换废水中氟磷砷的方法有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种低成本去除钨离子交换废水中氟磷砷的方法，从而使得钨冶炼后排出的含有以氟磷砷为主并且对环境和人体有害的工业废水得到有效地处理，得到质量稳定的净化水。

本发明是发明人基于以下发现而提出的：在众多钨冶炼工艺方法中，离子交换工艺由于其具有流程短、金属回收率高、除杂效果好、腐蚀性小、操作简便、易于机械自动化、投资和加工成本较少等优点，成为了大多数钨冶炼企业所采用的工艺中的重要一环。但该工艺却存在耗水量大和排水量大、产渣量大的缺点。由于钨精矿中含有一定量的莹石（CaF₂）成分，在钨精矿的NaOH分解过程中，CaF₂与NaOH反应生成NaF进入分解液中，并在其后的钨离子交换过程随交换后液排放，具体地，钨冶炼离子交换废水中的氟离子浓度约为100毫克/升～200毫克/升，超过国家排放标准约10倍～20倍，而由于缺乏相关技术，我国钨冶炼企业尚未对交换废水中的氟离子进行有效的净化处理。

目前，国内外处理含氟废水的主要方法有化学沉淀法、混凝沉淀法和吸附法。其中，化学沉淀法主要用于处理高浓度含氟工业废水，具体地，一般采用钙盐沉淀法，例如利用向含氟废水中投加生石灰（主要成分为氧化钙）或氯化钙等钙盐，使废水中的氟离子与钙离子生成CaF₂沉淀，然后加以除去。其中添加不同的钙盐对废水中除氟效果不同，针对不同的废水中阴离子不同，效果也不同。例如若废水中溶有碳酸钠、重碳酸钠，直接投加石灰或氯化钙，除氟效果会降低；若废水中存在着一定量的电解质，产生盐效应，增大氟化钙的溶解度，也将降低除氟效果。而钨冶炼离子交换废水含有较高浓度的NaCl和NaOH，因此采用化学沉淀法只能将其中的氟离子含量降低到30ppm～40ppm。第二种混凝沉淀法去除溶液中氟离子的原理是利用混凝剂在水中形成带正电的胶粒吸附水中的氟离子，并使胶粒互聚为较大的絮状物沉淀，以达到去除氟离子的目的。常用的混凝剂例如铝盐类混凝剂，去除氟离子的效果可达50%～80%，可在中性条件(一般pH=6～8)下使用，其是利用铝离子与氟离子发生络合反应以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)₃絮状物对氟离子的配位体交换、物理吸附和卷扫作用以去除废水中的氟离子。但其具有废水中氟离子含量越高其吸附所需要的铝盐越多，因此为了将水中的氟降到10ppm以下，必须采用大量的混凝剂，但水中可溶性铝离子增多，去除氟离子的效果不稳定。第三种吸附法是利用活性氧化铝、活性沸石、活性氧化镁以及羟基磷灰石、氧化锆等对废水中的氟进行物理吸附的方法，但是其吸附效果有限，只能将氟离子浓度为10毫克/升的废水处理到1毫克/升以下，难以适用于氟浓度高的工业废水。

由于废水除磷、除砷的方法一般要求废水在碱性条件（pH>9）下进行，磷、砷才能达到排放标准，但是用以上三种方法去除氟离子都要求是在中性或弱碱性条件下进行，所以一般去除含有氟、磷、砷废水的工艺需要采用多段法以达到国家排放标准。

由此，本发明的目的在于提出一种可以有效去除钨离子交换废水中氟、磷、砷的方法，从而解决含氟、磷、砷的钨工业废水达标排放的关键技术问题。该方法包括：在第一容器中，将钨离子交换废水与第一氟磷砷渣进行混合，以便获得经过脱氟的废水；以及在第二容器中，将经过脱氟的废水与氢氧化钙和磷酸进行混合，并将所得到的第一混合物进行搅拌后静置沉降而获得经过净化的废水和第二氟磷砷渣。通过该方法获得的经过净化的废水中氟离子浓度小于10毫克/升，磷浓度小于0.1毫克/升，砷浓度小于0.1毫克/升，从而使得钨冶炼后排出的含有以氟、磷、砷为主并且对环境和人体有害的工业废水得到有效地处理，获得质量稳定的净化水，该净化水达到了国家工业一级废水排放标准，因此根据本发明实施例的方法不仅大幅度降低了试剂消耗量，节省了成本，同时还提高了氟离子的净化效果。