[发明专利]一种氟吸附剂以及从含氟水中脱除回收氟的方法在审
申请号: | 201810158843.2 | 申请日: | 2018-02-26 |
公开(公告)号: | CN108144576A | 公开(公告)日: | 2018-06-12 |
发明(设计)人: | 王学文;杜艳苹;葛奇;王明玉;王懿 | 申请(专利权)人: | 中南大学;王懿 |
主分类号: | B01J20/10 | 分类号: | B01J20/10;B01J20/06;C02F1/28;C01D3/02;C02F101/14 |
代理公司: | 长沙市融智专利事务所 43114 | 代理人: | 颜勇 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 吸附剂 含氟 脱除 回收 氟化钠 水中 水合物 负载吸附剂 再生吸附剂 氟吸附剂 含氟溶液 金属元素 氧化物 脱氟 吸附 过滤 析出 氟氧化物 工业应用 结晶母液 清洁环保 循环利用 再生工序 混合物 返回 摩尔数 吸附率 除氟 解吸 | ||
1.一种氟吸附剂,所述的吸附剂由金属元素Me的氧化物及其水合物与硅的氧化物及其水合物组成的混合物;所述吸附剂中[∑Me]/[Si]摩尔数之比为0.01-100;所述金属元素Me选自能与氟形成氟氧化物的元素。
2.根据权利要求1所述的一种氟吸附剂,其特征在于:所述金属元素Me选自钛、锆、锑、铋、锡、铅、钡、钙、镧、铈中的至少一种。
3.一种从含氟水中脱除回收氟的方法,包括下述步骤:
步骤一:吸附富集氟
先将含氟的水与吸附剂接触,吸附脱除水中的氟,再经液固分离得负载吸附剂和吸附后液;
步骤二:吸附剂再生
将步骤一得到的负载吸附剂按固液比1:1-6g/mL加入水中,搅拌加入再生剂,控制溶液pH为8-10,0-100℃反应1-6h,过滤得含氟溶液和再生吸附剂,再生吸附剂返回步骤一循环使用;
步骤三:氟化钠生产
往步骤二得到的含氟溶液中按其形成氟化钠理论量的0.5-1.5倍加入含钠试剂,结晶析出氟化钠,过滤得氟化钠晶体及其结晶母液,氟化钠晶体洗涤、干燥后作产品销售,所得结晶母液返回步骤二循环使用,或开路处理。
4.根据权利要求3所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:所述的吸附剂由金属元素Me的氧化物及其水合物与硅的氧化物及其水合物组成的混合物;所述吸附剂中[∑Me]/[Si]摩尔数之比为0.01-100;所述金属元素Me选自能与氟形成氟氧化物的元素。
5.根据权利要求4所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:所述金属元素Me选自钛、锆、锑、铋、锡、铅、钡、钙、镧、铈中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:步骤一中,所述的吸附富集氟是指,按氟与吸附剂质量比1:10-1000往含氟水中加入吸附剂,两者在0-100℃接触0.1-0.5h,液固分离得负载吸附剂和吸附后液,所得负载吸附剂送至步骤二再生或返回继续用于氟的吸附富集;或
采用单级或多级吸附,让含氟水与吸附剂连续接触,维持两者的接触时间为0.001-0.1h,直至吸附饱和,然后将负载吸附剂送至步骤二再生。
7.根据权利要求3所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:所述的再生剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠及氨水中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:所述的含钠试剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硝酸钠、硫酸钠、硫酸氢钠中的至少一种。
9.根据权利要求3所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:所述氟化钠的生产是指,往步骤二中加入碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾中的至少一种作为再生剂所得的氟化钾溶液中按其形成氟化钠理论量的0.5-1.0倍加入氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠,结晶析出氟化钠,过滤得氟化钠晶体及含钾溶液,所得含钾溶液返回步骤二循环用于负载吸附剂的再生;或
往步骤二中加入碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种作为再生剂所得的氟化钠溶液中按再生过程加入钠量的0.5-1.0倍加入氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠,利用同离子效应促使氟化钠结晶析出,过滤得氟化钠晶体及其结晶母液,所得结晶母液返回步骤二继续用于负载吸附剂的再生;或
往步骤二中加入氨水再生所得的氟化铵溶液中按其形成氟化钠理论量的1.0-1.5加入氯化钠或硝酸钠或硫酸钠,结晶析出氟化钠,过滤得氟化钠晶体及其结晶母液,结晶母液蒸发结晶生产农用化肥。
10.根据权利要求3-9任意一项所述的一种从含氟水中脱除回收氟的方法,其特征在于:处理后,含氟水中氟的脱除率≥99.3%。
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