[发明专利]一种从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的药剂和方法

说明书

本发明特别涉及一种从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的药剂和方法，属于废水处理技术领域，药剂包括：脱氟剂和催化剂，以质量计，所述脱氟剂和所述催化剂的比例为0.01‑0.4：0.001‑0.003；利用脱氟剂的强脱氟性能，在催化媒介作用下，使混合液中的氟离子选择性与脱氟剂结合成含氟沉淀，而溶液中的硫酸根不参与反应，不仅解决了含硫酸根溶液中氟离子脱除难题，而且实现了废水中氟资源的高值化利用；该技术不仅具有工艺流程简单、投资成本低、易于工业化稳定处置和废物零排放等特点。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的药剂和方法。

背景技术

在许多工业生产中，因原料含氟或在过程中加入含氟物质，无可避免地产生了含氟废水。这些工业包括氟矿物的开采、氟化物的合成、稀土金属和有色金属的冶炼、铝电解精炼、电镀、焦碳、火力发电、玻璃、氟硅酸盐、农药、水泥、砖瓦、不锈钢的酸洗、肥料、氟氯烃、陶瓷、硅类电器零件洗刷、石油化工等传统工业；有机合成化工、电子集成电路工业、原子能工业等现代化工业。

这些含氟废水中的氟以氟化钠、氢氟酸和其他氟化物盐类的形态存在，并且各类废水中含氟量高低不一。对于含氟浓度较高的废水往往是联合多种方法处理后方能使出水的氟浓度低于10mg/L，即工业废水的排放标准。而使得氟含量低于1.0mg/L，即饮用水的标准，必须经过吸附剂的多级吸附处理。实际工业含氟废水常常因夹杂多种污染物，使得处理的难度加大，特别是当溶液中氟离子和硫酸根共存情况下，如果在保留硫酸根的情况下实现氟的脱除一直困扰着废水产生企业。随着工业的快速发展，我国含氟废水的排放量必然会逐年增加，可见含氟废水治理和氟资源化回收具有重要的意义。

近年来随着国家对生态环境的重视，水处理科研工作者对废水中氟的脱除处理技术开展了许多富有成效的工作，中国发明专利申请CN111268830A公开了一种电子行业含氟废水深度处理及回用系统和工艺，采用RO浓缩、两级化混、投加除氟剂和除氟树脂联用的工艺实现了电子行业含氟废水深度处理和回收利用的目的。该工艺采用多段工艺处置，投资及运行成本较高，此外，副产品含氟树脂属于危废，须严格按照相关要求处置。中国发明专利申请CN111634936A公开了一种利用含氟废水产出氟化镨钕的方法，针对氟碳铈矿湿法冶炼中产生的含氟废水，通过调节pH，加入碳酸镨钕来沉氟，不仅可以解决生产氟化镨钕高成本的问题，其实现了含氟废水中的氟资源的回收。该专利仅适用于氟碳铈矿湿法冶炼中产生过程中产生的含氟废水，具有一定的局限性。中国发明专利申请CN1351968A公开了一种金属加工综合废水的处理方法。提出一种磷肥生产过程中高含氟、高悬浮物酸性废水处理方法，适用于含固体悬浮物、高氟酸性废水处理。该方法以碳酸钙为主除氟剂，氧化钙为辅除氟剂，并将部分固体沉渣返回用作聚集晶种。该方法药剂来源广，价格低，水处理时间短，工艺简单，水处理成本低。

综上可知，现有技术中的各种方法基本上均以Ca²⁺作为除氟的主要反应物，通过Ca²⁺与F^-反应生成不溶于水的CaF₂而达到除去废水中大部分氟的目的。但是，以上各种方法均难以有效应用于含硫酸根的废水中F^-的脱除，因为硫酸钙的生成会干扰氟化钙的生产效率及沉淀性能。因此，如何开发一种从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的方法，成为含氟废水治理工作者需要攻克的关键技术难题。

发明内容

本申请的目的在于提供从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的药剂和方法，以解决目前钙离子影响混合溶液脱氟的问题。

本发明实施例提供了一种从含硫酸根和氟离子混合液中脱除氟的药剂，所述药剂包括：脱氟剂和催化剂，以质量计，所述脱氟剂和所述催化剂的比例为0.01-0.4：0.001-0.003。

可选的，所述脱氟剂的结构为核壳结构，所述核壳结构的内核成分包括纳米级氧化镁、纳米级氢氧化镁和硫酸镁中的至少一种，所述核壳结构的壳层成分包括单质硅、氧化钪和硼酸单体中的至少一种。