[发明专利]一种除氟沉淀剂及其制备方法和使用其对污酸废水进行除氟的方法

说明书

本发明涉及一种除氟沉淀剂及其制备方法和使用其对污酸废水进行除氟的方法，属于废水、废液处理与回用技术领域。本发明提供的除氟沉淀剂，包括摩尔比为0.01：1‑100：1的含氧有机硅化合物和硫脲。本发明除氟沉淀剂内所含的硅原子和亚氨基分别提供与氟离子作用的“亲核取代”和“离子键合”的反应位点，通过水解、缩聚反应产生疏水性含氟沉淀，并析出溶液，使污酸废水中氟化物的浓度降低至10mg/L以下，且反应过程不受污酸废水中共存离子的干扰，具有高选择性除氟的能力。除氟后产生的含氟沉淀较常规除氟方法减量达96％以上，且可以实现含氟沉淀和净化后污酸废水的回用。

技术领域

本发明涉及一种除氟沉淀剂及其制备方法和使用其对污酸废水进行除氟的方法，属于废水、废液处理与回用技术领域。

背景技术

污酸废水主要来源于有色金属冶炼、硫精矿制酸等行业，含有较高浓度的硫酸(50-200g/L)和氟化物(200-3000mg/L)。针对污酸废水中氟的去除方法，行业普遍采用石灰乳中和法，即向废水中投加石灰乳，使氟离子以CaF₂沉淀下来而得以去除，同时为了使氟离子能够达标去除和加速沉淀，还需要投加铁盐、絮凝剂等助剂。但是由于强酸性溶液中含有50-180g/L硫酸根离子会消耗大量钙离子，若要保证除氟效率，必须要进一步增加石灰乳的使用量；同时大量石灰乳的加入会导致大量石膏渣的产生，极大地增加了固液分离的难度，据实地调研，每处理一立方米含50g/L H₂SO₄的废水，将产生50-100Kg的石膏渣，这些石膏渣除了含氟外，还含有不同浓度水平的锌、铅、砷、铁、铜等重金属离子，属于危险固体废弃物，仍需要企业投入高额费用对其进行安全处置，若处置不当，则存在二次污染的风险。另外，石灰乳中和除氟方法，导致有价值的资源无法回用，造成资源的浪费。

其他的一些除氟方法，比如吸附、离子交换、反渗透等，仅适用于饮用水或者地表水等pH值在近中性条件(5-8)、低浓度氟化物(10mg/L)的去除，不适用于具有强酸性、较高的氟化物浓度(100mg/L)和复杂成份的废水中氟化物的有效去除。

目前为止，针对污酸废水中氟化物的去除，仍未有能解决已有除氟方法存在危险固体废物产生量大、沉降缓慢且脱水困难、无法回收有用资源等缺点的技术。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的技术问题，提供一种除氟沉淀剂及其制备方法和使用其对污酸废水进行除氟的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种除氟沉淀剂，包括摩尔比为0.01：1-100：1的含氧有机硅化合物和硫脲。

本发明提供的除氟沉淀剂的有益效果是：

本发明提供的除氟沉淀剂内所含有的硅原子和亚氨基分别提供与氟离子专性作用的“亲核取代”和“离子键合”反应位点，通过水解、缩聚反应产生含氟沉淀，并析出溶液。除氟过程基本不受污酸废水中共存离子的干扰，亦不用进行酸度调节，可直接将污酸废水中的氟化物去除至10mg/L以下，实现了污酸废水中氟化物的高选择性和高效率的去除。

由于本发明提供的除氟沉淀剂带有一定数量的疏水基团，产生的含氟沉淀具有一定的疏水性，固液分离容易进行。该药剂仅与污酸废水中的氟离子发生沉淀反应，产生的含氟沉淀量极少，与使用常规中和沉淀法产生的沉淀量相比，减量高达96％以上。

另外，分离出的含氟沉淀为纯度较高的另一新型材料，可作为资源进行回收利用。除氟后的污酸废水亦可重新回到生产工艺中得到利用。因此，本发明除氟沉淀的使用可以克服现有污酸废水处理后产生大量危险固体废弃物，脱水困难，无法回收有用资源的缺点，且使用该药剂的整个除氟过程几乎无废弃物产生，不仅能为企业节约生产成本，而且还能通过有价组分的资源化产生极佳的经济和社会效益。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。