化学沉淀法处理含氟废水的研究.pdf

硝酸磷肥作为一种高效、高浓度的复合肥料，其生产流程主要包括:硝酸分解磷矿、硝钙分离、母液中和、料浆浓缩蒸发及干燥造粒等，生产过程简单易行，反应条件温和，且生产过程中的硝酸具有双重利用性，从而使得该工艺在经济和实效方面均存在着明显的优胜性，被广大的化肥企业所使用。但随着近几年来磷矿价格的持续上涨以及磷矿品位的不断下降，硝酸磷肥生产过程中含氟废水的生成量逐年递增，严重的危害了人类的健康和生态环境的保护。故近几年来，随着人们环保意识的增强以及各国环保政策的出台，国内外越来越多的科研者开始关注于含氟废水的处理及其应用。　　在此研究背景下，本文针对天脊集团硝酸磷肥厂含氟废水的处理技术展开研究，在工厂原有的工艺基础上，设计出了“熟石灰沉淀—废水循环利用”脱氟工艺流程，将处理后的低浓度含氟废水不经排放工序，而直接返回酸性气体洗涤塔中，作为循环液吸收进料废气中的氟化物。这样不仅达到了整个系统封闭运行，基本无废水排放的目的，而且由于在正常生产过程中，循环废水中的氟浓度只需降至30 mg/L即可，这远远地高于国家要求的10 mg/L排放标准，从而经此工艺改造后，可以有效的降低工艺生产中的石灰用量及生产成本。此外，为了应对工厂中停产检修等突发事件而必须将含氟废水排放的情况，我们还在上述工序的基础上增加了聚合氯化铝絮凝沉降操作，以保证将含氟废水的氟含量降至10 mg/L以下。实验过程中，我们以工厂实际含氟废水的浓度及酸度为标准，用NaF溶液和H2SiF6溶液分别配置出了不同比例的模拟含氟废水（纯NaF溶液、纯H2SiF6溶液及两者的混合液），并进行了除氟实验的研究，确定出了各自最佳的反应条件，为今后的脱氟工作提出了新的思路。具体结论如下:　　首先，针对不同氟源的含氟废水，我们分别采用氟离子选择电极法与电位滴定法对其浓度进行了标定，并通过比较两者的结果得出当氟硅酸含量在1000 mg/L以下时，其浓度可以用氟离子选择电极法准确的测出。其次通过研究不同浓度模拟含氟废水的动力学特征，我们发现此除氟反应符合一级动力学特征，且反应迅速，在30 min内即可达到初步平衡;此外，我们还研究了不同石灰及聚合氯化铝加入量对于各模拟含氟废水脱氟效果的影响，确定出了各自的最佳脱氟率及废水中氟含量达到工厂正常生产或国家排放标准时，所需石灰及聚合氯化铝的最佳理论用量;最后，我们为了明确各脱氟反应所经历的主要过程及生成沉淀的组成，我们还对不同条件所制的沉淀进行了XRD表征。　　本文不同于以往主要针对于脱氟反应条件的研究，在脱氟工艺上做出改变，既减少了废水的排放，贯彻了当今“绿色化工”的思想方针，又减少了脱氟过程中药品的用量，降低了生产成本，一举两得，为以后的脱氟工作提出了一条新的思路，也为缓解环境污染做出一定的社会贡献。