在含氟废渣中回收氟化钙的方法技术

本发明专利技术提供了一种在含氟废渣中回收氟化钙的方法。该方法包括：将含氟废渣焙烧，使得含氟废渣中的第一氟化钙晶体生长为第二氟化钙晶体且含氟废渣中的碳酸钙颗粒分解为氧化钙颗粒，得到焙烧产物。对焙烧产物进行破碎，得到预产物。将预产物置入稀酸溶液中进行酸浸，使其中的氧化钙溶于酸，得到氟化钙。晶体生长过程中的排杂生长行为，使得大部分氧化钙颗粒难以进入第二氟化钙晶体内部。进入第二氟化钙晶体内部的氧化钙颗粒与第二氟化钙晶体的结合处存在表面应力易于断裂，从而暴露在外。在酸浸反应过程中，氧化钙颗粒溶于稀酸中，而第二氟化钙晶体难溶于稀酸，实现氟化钙的回收。实现氟化钙的回收。实现氟化钙的回收。

【技术实现步骤摘要】
在含氟废渣中回收氟化钙的方法


[0001]本专利技术涉及工业废物综合处理利用
，尤其涉及一种在含氟废渣中回收氟化钙的方法。

技术介绍

[0002]涉氟工业生产过程中会产生大量含氟废水，其中氟在废水中主要以氧氟酸、氟硅酸及可溶性氟化物盐的形式存在。直接排放含氟废水将严重污染自然环境并危害人类的身体健康，因此通常需要通过加入氧化钙、石灰乳等含钙碱性原料以沉淀废水中氟离子的方式对含氟废水进行处理。在该过程中，将不可避免地导致碳酸钙沉淀的生成，过滤后形成氟化钙
‑
碳酸钙共沉淀形式的含氟废渣。
[0003]由于含氟废渣中F元素含量较高，具有较大的浸出风险。另一方面，氟化钙是一种战略资源，被称为“第二稀土”，纯度较高的氟化钙广泛应用于冶金、炼铝等行业，因此从含氟废渣中回收氟化钙有重要的环境效益和经济效益。
[0004]通常情况下氟化钙难溶于稀酸，因此以萤石(主要成分为氟化钙)为原料回收氟化钙可以利用酸浸法。相应地，从含氟废渣中除去氧化钙杂质，回收氟化钙也可以考虑利用二者在稀酸中溶解度的不同，即采用酸浸法回收氟化钙。然而，在实际工艺过程中发现，酸浸法很难利用稀酸将碳酸钙杂质选择性浸出，无法达到回收氟化钙的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种在含氟废渣中回收氟化钙的方法，以解决酸浸法很难利用稀酸将碳酸钙杂质选择性浸出的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种含氟废渣中回收氟化钙的方法，包括以下步骤：
[0007]将含氟废渣焙烧，使得含氟废渣中的第一氟化钙晶体生长为第二氟化钙晶体且所述含氟废渣中的碳酸钙颗粒分解为氧化钙颗粒，得到焙烧产物；其中，第二氟化钙晶体的粒径大于所述第一氟化钙晶体的粒径；
[0008]对所述焙烧产物进行破碎，使得所述焙烧产物中仅包裹氧化钙颗粒的氟化钙颗粒发生破裂，暴露其中的氧化钙颗粒，得到预产物；
[0009]将所述预产物置入稀酸溶液中进行酸浸，使其中的氧化钙溶于酸，得到氟化钙。
[0010]可选地，在所述将含氟废渣焙烧的步骤中，焙烧温度为600～900℃，优选为800℃，反应时间0.2～5h，优选为2h。
[0011]可选地，对焙烧产物进行破碎包括：
[0012]对焙烧产物进行物理破碎和/或机械破碎。
[0013]可选地，对焙烧产物进行物理破碎的步骤包括：
[0014]将焙烧产物置于水中进行水淬；
[0015]或对焙烧产物进行机械破碎的步骤包括：
[0016]将焙烧产物进行研磨。
[0017]可选地，预产物的粒径为2～10微米。
[0018]可选地，将所述焙烧产物置于稀酸溶液中进行淬火，使得所述焙烧产物得到预产物，且所述预产物与所述稀酸溶液接触，得到所述氟化钙。
[0019]可选地，所述稀酸溶液中的稀酸包括氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸和乙酸中的一种或几种。
[0020]可选地，所述稀酸为氢氟酸、盐酸、硝酸或硫酸，所述稀酸的浓度为0.1～1mol/L，优选地，所述稀酸的浓度为0.3～0.6mol/L。
[0021]可选地，所述稀酸为乙酸，所述乙酸的浓度为1～3mol/L，优选地，所述稀酸的浓度为1.5～2mol/L。
[0022]可选地，在微波或超声波的条件下，将所述预产物置入稀酸溶液中进行酸浸。
[0023]本专利技术第二方面提供一种在含氟废渣中回收氟化钙的方法在回收氟化钙中的应用。
[0024]上述的在含氟废渣中回收氟化钙的方法中，在焙烧过程中，含氟废渣中的第一氟化钙晶体生长为第二氟化钙晶体。晶体生长过程中的排杂生长行为，使得大部分氧化钙颗粒难以进入第二氟化钙晶体内部。进入第二氟化钙晶体内部的氧化钙颗粒与第二氟化钙晶体的结合处存在表面应力易于断裂，从而暴露在外。在酸浸反应过程中，氧化钙颗粒溶于通过稀酸中，而第二氟化钙晶体难溶于稀酸，实现氟化钙的回收，且氟化钙的回收率和纯度相对较高。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1是本申请一实施方式的各物质的SEM图；其中，图1(a)为含氟废渣的SEM图；图1(b)为焙烧产物的SEM图；图1(c)为预产物的SEM图；图1(d)为提纯得到的氟化钙的SEM图；
[0027]图2是本申请一实施方式的含氟废渣和焙烧产物的XRD图。
[0028]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明，本专利技术实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为
指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0032]并且，本专利技术各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0033]专利技术人经过大量研究发现，含氟废渣包括氟化钙晶体和碳酸钙颗粒。含氟废渣中的氟化钙和杂质碳酸钙主要以纳米级散状颗粒或絮状聚团的形式存在。氟化钙和杂质碳酸钙都是纳米级的、尺寸小的弱晶型颗粒。在较强表面效应和较弱结晶性的双重作用下，氟化钙也具有一定的酸溶性，利用常规的酸浸法很难利用稀酸将碳酸钙杂质选择性浸出，无法达到回收氟化钙的目的。
[0034]基于此，本申请实施例提供一种含氟废渣中回收氟化钙的方法，包括以下步骤：
[0035]S101：将含氟废渣焙烧，使得含氟废渣中的第一氟化钙晶体生长为第二氟化钙晶体且所述含氟废渣中的碳酸钙颗粒分解为氧化钙颗粒，得到焙烧产物；其中，第二氟化钙晶体的粒径大于所述第一氟化钙晶体的粒径。
[0036]在步骤S101中，焙烧的温度需要高于碳酸钙的分解温度530℃，使得碳酸钙分解，以及焙烧的温度需要高于氟化钙晶体生长所需要的温度，使得第一氟化钙晶体可以生长。当然，焙烧的温度也需要低于含氟废渣发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在含氟废渣中回收氟化钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含氟废渣焙烧，使得含氟废渣中的第一氟化钙晶体生长为第二氟化钙晶体且所述含氟废渣中的碳酸钙颗粒分解为氧化钙颗粒，得到焙烧产物；其中，第二氟化钙晶体的粒径大于所述第一氟化钙晶体的粒径；对所述焙烧产物进行破碎，使得所述焙烧产物中仅包裹氧化钙颗粒的氟化钙颗粒发生破裂，暴露其中的氧化钙颗粒，得到预产物；将所述预产物置入稀酸溶液中进行酸浸，使其中的氧化钙溶于酸，得到氟化钙。2.根据权利要求1所述的在含氟废渣中回收氟化钙的方法，其特征在于，在所述将含氟废渣焙烧的步骤中，焙烧温度为600～900℃，优选为800℃，反应时间0.2～5h，优选为2h。3.根据权利要求1所述的在含氟废渣中回收氟化钙的方法，其特征在于，所述对所述焙烧产物进行破碎包括：对所述焙烧产物进行物理破碎和/或机械破碎。4.根据权利要求3所述的在含氟废渣中回收氟化钙的方法，其特征在于，所述对所述焙烧产物进行物理破碎的步骤包括：将所述焙烧产物置于水中进行水淬；或所述对所述焙烧产物进行机械破碎的步骤包括：将所述焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：林璋，李莉，刘炜珍，邓洪，李筱琴，刘学明，王庆伟，柴立元，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：