一种含氟硫酸废液的资源化方法技术

本发明专利技术提供一种含氟硫酸废液的资源化方法，属于废液资源化处理技术领域。所述方法为：向含氟硫酸废液中加入石灰乳，得滤液1和沉淀1，向所得沉淀1中加入盐酸，加热搅拌，后加入混合助晶剂，溶解后趁热过滤，获得沉淀2和滤液2；将沉淀2水洗至中性，过滤并干燥即得氟化钙；将滤液2于室温冷却结晶过滤获得沉淀3和滤液3；将所得沉淀3水洗至中性，过滤后干燥即得硫酸钙晶须；将所得滤液3循环至沉淀2的制备中，并补加盐酸，将滤液3进行蒸馏得到盐酸，并将所得盐酸回用。本发明专利技术以经济有效的方式分离硫酸钙与氟化钙的同时，实现氟化钙提纯与高价值硫酸钙晶须产品的转化，达到含氟硫酸的资源化利用的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟硫酸废液的资源化方法


[0001]本专利技术属于废液资源化处理
，尤其是涉及一种含氟硫酸废液的资源化方法。

技术介绍

[0002]现有的氟化氢回收工艺多采用浓硫酸置换法，而无水氢氟酸的制备采用浓硫酸加氟石在高温下反应，经粗馏，精馏后制得，这两者的制备均会产生大量含氟废硫酸废液，且其中含有少量重金属，较难处理，不仅会给企业带来巨大的环保处理成本，对环境也会造成极大的污染。另外，氟是一种非金属化学元素，化学性质活泼，在矿物中分布广泛。因此，用硫酸分解矿物得到的溶液中通常含有氟，这也使得含氟硫酸的数量在不断增加。
[0003]现有的处理含氟硫酸的方法有两种，一种是利用氢氟酸与硫酸沸点的不同，将含氟硫酸加入蒸馏塔进行加热蒸发，蒸发出的气体经过纯水吸收，从而得到氢氟酸，而蒸馏母液即为不含氟硫酸。但此方法设备复杂，运行成本较高，能耗较大，产出的硫酸及氢氟酸浓度较低，进而使得产品价值较低。另一种方法主要是利用石灰进行中和，中和后产生的氟化钙与硫酸钙溶液经过滤将固体取出集中进行固废处理。此方法成本较低，但是难以实现硫酸钙与氟化钙的进一步分离，造成资源浪费。
[0004]氟化钙主要用于冶金、化工和建材三大行业，其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。硫酸钙晶须主要用于增强组元、环境材料、摩擦材料、提高沥青软化温度等，性能优异、价格低廉，具有较高的性价比，且其本身没有毒性，具有耐高温、抗化学腐蚀性好、强度高、和橡胶、塑料等聚合物的亲和能力强等优点。氟化钙及硫酸钙晶须均用途广泛，具有良好的应用前景。
专利
技术实现思路

[0005]本申请针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种含氟硫酸废液的资源化方法。以经济有效的方式分离硫酸钙与氟化钙的同时，实现氟化钙提纯与高价值硫酸钙晶须产品的转化，达到含氟硫酸的资源化利用的目的。本专利技术操作简单，成本低廉，实现了硫酸钙与氟化钙的同步分离与回收，实现了经济效益与环境效益的完美统一。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种含氟硫酸废液的资源化方法，所述资源化方法包括如下步骤：
[0008](1)向含氟硫酸废液中加入石灰乳，搅拌均匀后过滤，得滤液1和沉淀1；
[0009](2)向步骤(1)所得沉淀1中加入盐酸，加热搅拌使沉淀1部分溶解，后向其中加入混合助晶剂，搅拌使其溶解后趁热过滤，获得沉淀2和滤液2；
[0010](3)将沉淀2水洗至中性，过滤并干燥即得氟化钙以及洗液1，将所得洗液1回用至步骤(2)；
[0011](4)将步骤(2)所得滤液2于室温冷却结晶，并过滤获得沉淀3和滤液3；
[0012](5)将步骤(4)所得沉淀3水洗至中性，过滤后干燥即得硫酸钙晶须以及洗液2，将
所得洗液2回用至步骤(2)；
[0013](6)将步骤(4)所得滤液3循环回用至步骤(2)，并每次循环回用时补加盐酸调节pH，如此步骤(2)至步骤(5)循环1～4次后，将滤液3进行蒸馏得到盐酸，并将所得盐酸回用至步骤2或者进一步回收高纯盐酸。
[0014]进一步的，步骤(1)中加入50％石灰乳之后调节溶液pH值至8～10。
[0015]进一步的，步骤(2)中沉淀1与盐酸质量体积比为1：0.015～0.030g/L，其中盐酸浓度为20～30wt％；进一步的，所述盐酸浓度为20wt％。
[0016]进一步的，步骤(2)中所述混合助晶剂为硬脂酸与氯化镁混合，其中硬脂酸与氯化镁的质量比为1～2:1，加热温度为70～95℃，搅拌时间为0.5～2h。
[0017]进一步的，硬脂酸与氯化镁的质量比为1:1，加热温度为80℃，搅拌时间为1h。
[0018]进一步的，步骤(2)中所述混合助晶剂与盐酸质量体积比为0.01～0.1：1g/L；进一步的，助晶剂与盐酸质量体积比为0.05：1g/L。
[0019]进一步的，步骤(5)中干燥温度为50～80℃。
[0020]进一步的，步骤(6)中所补加的盐酸的质量浓度为：20％～36wt％，调节pH为0.1～0.5。
[0021]进一步的，步骤(1)中所述含氟硫酸废液中氟含量为1～100g/L，硫酸含量为5～50wt％。
[0022]本专利技术首先利用石灰乳将含氟硫酸转化为氟化钙和硫酸钙的混合物，后利用硫酸钙和氟化钙在盐酸中溶解度随温度变化的差异，以经济有效的方式分离硫酸钙与氟化钙的同时，实现氟化钙提纯与高价值硫酸钙晶须产品的转化，达到含氟硫酸的资源化利用的目的。本工艺操作简单，成本低廉，制备过程中不需要高温高压的反应条件，能耗较低，易于工业化生产，实现了含氟硫酸的资源化利用，所得氟化钙纯度高，硫酸钙晶须品质好，白度高，长径比大，经济价值高，应用范围广，实现了经济效益与环保效益的完美统一。
[0023]本专利技术有益的技术效果在于：
[0024]本专利技术针对现有含氟硫酸处理的缺陷，以经济有效的方式分离硫酸钙与氟化钙的同时，实现氟化钙提纯与高价值硫酸钙晶须产品的转化，达到含氟硫酸的资源化利用的目的。
[0025](1)硫酸钙可溶于盐酸，且随温度变化溶解度变化较大，而氟化钙仅可微溶于盐酸，且随温度变化溶解度变化不明显。根据此性质，通过加热后冷却的方法，盐酸溶液中的降温过程为硫酸钙晶核的形成提供了必要的过饱和条件，并构成了驱动力，盐酸溶液介质又为这些晶核的生长提供了基元环境，溶液中硫酸钙达到一定过饱和度发生晶体成核，形成硫酸钙晶须，而同时，氟化钙并不会随着该过程析出。本专利技术利用硫酸钙和氟化钙在盐酸中溶解度随温度变化的差异，实现了硫酸钙和氟化钙的分离的同时，达到了氟化钙和高价值硫酸钙晶须转化的目的。
[0026](2)硫酸钙晶须虽已被广泛研究，作为石膏资源化的产物，但本专利技术将其作为含氟硫酸处理的产物，将其用于新的领域，拓宽了硫酸钙晶须的覆盖范围，且本专利技术所得硫酸钙晶须品质好，白度高，长径比大，经济价值高，实现了经济效益与环保效益的完美统一。
[0027](3)本专利技术操作简单，成本低廉，制备过程中不需要高温高压的反应条件，能耗较低，易于工业化生产。
[0028](4)石灰的溶解度较低，利用石灰乳处理含氟硫酸，可能会存在部分石灰未溶解。本专利技术通过盐酸溶解制备氟化钙及硫酸钙，可避免未溶解石灰混入氟化钙中，提高氟化钙纯度的同时又达到了硫酸钙晶须的生成的目的。
[0029](5)结晶过程中添加混合助晶剂，其中，镁与钙同为碱土金属，原子结构相似，氯化镁能够对硫酸钙晶须的生长过程起到引导作用，使得所形成的硫酸钙晶须形貌规整、长径适中，同时，氯化镁对硫酸钙晶须的生长具有促进作用，可加速其生长。硬脂酸的加入使生长中的晶须表面及时地附着上CH3(CH2)
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，阻止其沿着已经生长的界面二次生长，从而减小晶须的直径，增加长径比。因此采用硬脂酸与氯化镁结合的混合助晶剂，以一定比例混合时可起到协同作用，使所得硫酸钙晶须生长较快且长径比较大，在工业化生产中，可在提高硫酸钙晶须品质的同时提高产能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟硫酸废液的资源化方法，其特征在于，所述资源化方法包括如下步骤：(1)向含氟硫酸废液中加入石灰乳，搅拌均匀后过滤，得滤液1和沉淀1；(2)向步骤(1)所得沉淀1中加入盐酸，加热搅拌使沉淀1部分溶解，后向其中加入混合助晶剂，搅拌使其溶解后趁热过滤，获得沉淀2和滤液2；(3)将沉淀2水洗至中性，过滤并干燥即得氟化钙以及洗液1，将所得洗液1回用至步骤(2)；(4)将步骤(2)所得滤液2于室温冷却结晶，并过滤获得沉淀3和滤液3；(5)将步骤(4)所得沉淀3水洗至中性，过滤后干燥即得硫酸钙晶须以及洗液2，将所得洗液2回用至步骤(2)；(6)将步骤(4)所得滤液3循环回用至步骤(2)，并每次循环回用时补加盐酸调节pH，如此步骤(2)至步骤(5)循环1～4次后，将滤液3进行蒸馏得到盐酸，并将所得盐酸回用至步骤2或者进一步回收高纯盐酸。2.根据权利要求1所述的资源化方法，其特征在于，步骤(1)中加入50％石灰乳之后调节溶液pH值至8～10。3.根据权利要求1所述的资源化方法，其特征在于，步骤(2)中沉淀1与盐酸质量体积比为1：0.015～0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皖秋，陈琪，马斌斌，曹羽芹，
申请(专利权)人：盛隆资源再生无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：