[发明专利]由含氟固废物中提纯氯化钙的方法与设备

说明书

涉及一种由含氟固废物中提纯氯化钙的方法与设备，方法是先对含氟固废物进行碳酸化反应;后分离出碳酸化含氟固废物中的提纯干扰源，例如硫酸盐；之后对分离后碳酸化含氟固废物进行盐酸化反应，在盐酸化的酸浸出后进行固液分离与循环淋洗，由酸浸出溶液与循环淋洗中偏酸淋洗导出液提纯出氯化钙，能够避免后续提纯氟化钙受到硫酸盐的干扰，同时提高中间产物氯化钙的产率。

技术领域

本发明涉及含氟固废物的回收再生技术，尤其是涉及一种由含氟固废物中提纯氯化钙的方法与设备。

背景技术

工业固废物特别是危废物被称为危害环境的“毒瘤”，量大且对环境造成污染,若不能有效处理，不仅会危害环境和人们的身心健康，还会大大制约经济的发展。目前，我国工业固废物处理能力缺口巨大，在处理工业固体废物综合利用方面，还没有真正做到高效利用，处理方法基本上还处于只提纯(取)其中的一部分，大部分仍然没有得到充分利用而被丢 弃或者在处理工业固体废物过程中产生的废水、废渣对环境又造成新的二次污染，例如含有高浓度氯化钙的废水。实现工业固废物的有效处理，提高综合利用率,尽可能将固废物全部转化为有经济价值的产品,使固废物变废为宝,变危为安,创造巨大的社会价值与经济价值，减少不必要的资源浪费，是现在迫切需要解决的问题。

含氟固废物对环境、人体有严重的危害。并会污染地表水、土壤和地下水，引起二次污染。由于含氟固废物中的氟化钙含量不高，而其他物质如二氧化硅、钙、铝、铁、硫等的化合物类含量较高，组成复杂，使其无法在对氟化钙纯度和杂质要求较高的化学、冶金、玻璃、陶瓷、光学等工业行业中使用。只能用于低端要求的行业如水泥行业，经济价值不高。甚至因无经济价值而被放弃而造成过度堆集而给周边环境带来了巨大的污染和安全隐患。而叧一方面，随着我国工业化的快速发展，对莹石（主要化学成分是氟化钙）的需求越来越大。而优质莹石矿源的大规模过度开采使优质莹石矿源及贮存量越来越少，导致其资源枯竭，供不应求，价格不断上涨。现国内莹石加工行业主要是将中低品位莹石资源通过多次浮选的方法来提纯氟化钙的含量，但浮选方法对环境会造成污染，浮选后产生的大量尾矿又会产生二次环境污染。将含氟固废物采用低成本且环保无污染的生产加工方式，经过综合处理后，氟化钙产品可以达到上述行业品位要求，副产品（化工产品）可以满足其他行业的要求。既能解决目前含氟固废物量大但能符合使用的行业面窄之间的矛盾、消除氟对环境的污染，又能解决莹石精矿资源日益紧缺的严峻问题。例如，现有技术中已知能够将含有氯化钙的溶液与氢氟酸反应转换成氟化钙。

通常在含氟固废物回收氟化钙的过程可能伴随将含钙的化合物类转换为溶液中的氯化钙，若直接排除便会造成废水污染，若重复的回流使用则会影响工艺反应效率，若直接氢氟酸反应转换成氟化钙，氢氟酸的市售价格高于氟化钙的市售价格许多，不符合经济效益并且容易造成制程参数的不稳定与氟化钙的纯度降低。因此，在固废物回收产业中对于回收氟化钙(CaF₂)的同时如何制作出较高效率分离出高纯度氯化钙(CaCl₂)固体是存在需求的。

发明专利申请公布号CN107265463A公开了一种含氟化钙废料制备氟硅酸的方法，包括以下步骤:(1)含氟化钙废料与氟硅酸反应生成氟硅酸钙和氢氟酸；所述氢氟酸与所述含氟化钙废料中的二氧化硅反应生成氟硅酸；(2)向步骤(1)中加入硫酸，反应生成氟硅酸和硫酸钙；(3)固液分离所述氟硅酸和硫酸钙；将所述氟硅酸部分返回上述步骤中，部分输出。该已知专利通过氟硅酸与氟化钙反应，产生氟硅酸钙这个中间产物，使得硫酸与氟化钙二氧化硅在液相反应生成氟硅酸。与该已知专利相关的现有技术是，在将含氟废料中的氟化钙转化为氟硅酸的基础上,将含氟废料中的低含量的氟化钙提纯到高含量。然而，硅酸化反应需要用到内衬材料为耐酸耐高温的反应釜，反应温度高（达到120-190℃），故生产成本较高;此外，需要用到高浓度的硫酸与氢氟酸且在高温下，有一定的制作危险性，没有公开以氯化钙固体作为中间产物的制备方法。