CN205803024U - 含氟废水回收制取高纯人造萤石设备 - Google Patents

Abstract

一种含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，含氟废水槽(1)连接入流体化床(3)，流体化床(3)内有担体，流体化床(3)依次串接连接进入混料机(4)、除湿烘干机(5)、粘合搅拌机(6)、成型造粒机(7)和干燥机(8)，同时，含氟污泥槽(2)直接连接入混料机(4)。以担体结晶方式，高效地提取废水中的氟成分，生产高纯度的氟化钙人造萤石产品，且能够使含氟废水处理达标，无二次污染，设备操作简便，减少了氟污染和氟资源的浪费，生产效率高，经济环保，减省造价较高的污泥脱水机设备，产生的氟化钙晶体作为天然萤石的替代物,含水率低，易于分离，含杂质少，纯度高，对推进氟化工产业的循环发展具有重要意义。

Description

含氟废水回收制取高纯人造萤石设备

技术领域

本实用新型属于环境工程污水处理及资源回收利用领域，尤其是含氟废水回收制取高纯人造萤石设备。

背景技术

目前，化工、有色金属冶金、玻璃、电子、电镀、光伏等行业排放的废水常含有高浓度氟化物，造成水环境的氟污染，含氟废水治理技术研究一直是国内外环保领域的重要课题。国内外在含氟工业废水处理上的方法主要有石灰中和沉淀法和混凝沉淀法。工业含氟废水为了达到排放标准，都需要经过降氟处理。目前被普遍采用的降氟方法是，石灰化学沉淀法，即向含氟废水中投加石灰，使氟离子与钙离子结合生成难溶于水的氟化钙沉淀而除去。该方法的优点是成本低、易于操作；缺点是生成的氟化钙沉淀会包裹在氢氧化钙颗粒的表面，使氢氧化钙不能被充分利用，因而产生大量的底泥。对该底泥没有更好的处理办法，就是露天堆放，既占地、又影响环境，还造成氟资源的严重浪费。

萤石主要成分为氟化钙，主要用于氢氟酸的生产原料及冶金熔剂、水泥、玻璃、陶瓷等化学行业和建材行业，还可以作光学萤石和工艺萤石。此外在钢铁行业中，萤石大量用于化铁、炼铁、炼钢的溶剂，其可降低冶炼温度，节约燃料消耗，降低炉渣粘度。氟化钙是一种非常细微的颗粒物，因其比重小、粘度大、沉淀过程中呈胶状、沉降速度慢，传统萤石生产工艺中往往需要加入如聚铝、聚铁等混凝剂和如聚丙烯酰胺等助凝剂，从而引入新的杂质，导致产生的污泥量大，纯度低，含水率高，而且污泥中氟化钙含量低。尤其是，混凝剂、助凝剂投加费用高，得到的污泥氟化钙含量低，不能实现有效的资源化利用。此外，传统萤石生产工艺在回转窑中进行，为保证物料反应充分，回转窑设备的体积必须非常庞大，而且所需温度很高，物料易成糊状，粘附在回转窑内壁，降低了传热效率，需定期清理，由于回转窑制萤石工艺会产生大量粉尘，因此传统萤石生产工艺末端都需增设一套除尘设备。因此传统萤石生产工艺存在设备笨重复杂，造价、运行和生产维护费用高，原料消耗大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，克服现有技术缺陷，在保证出水氟离子达标和得到可供回收利用的氟化钙污泥的前提下，减少药剂投加量，降低成本，同时可以解决日益严峻的氟资源短缺的问题。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：含氟废水槽1连接入流体化床3，流体化床3内有担体，流体化床3依次串接连接进入混料机4、除湿烘干机5、粘合搅拌机6、成型造粒机7和干燥机8，同时，含氟污泥槽2直接连接入混料机4。

尤其是，流体化床3内，担体为0.2-0.5mm石英砂。

尤其是，干燥机8为网带式热风烘干机或低温干燥机。采用低温除湿技术生产人造萤石，摒弃传统回转窑工艺的缺点，降低能耗，提高热效率，减小生产设备体积，降低造价、运行和生产维护费用，降低原料消耗，无大量粉尘产生，减少环境污染，可实现清洁生产。

尤其是，流体化床3内底部安装水流分布器，在水流分布器上部有担体，而且，流体化床3外壁有废水、药剂、盐剂和回流水引入接口。

本实用新型的优点和效果：采用以担体结晶工作方式的流体化床作为主要工作结构，以含氟废水为原料，高效地提取废水中的氟成分，生产高纯度的氟化钙人造萤石产品形式，且能够使处理后外排废水达标，无二次污染，设备操作简便，易于维护管理，能在排放不超标和控制废水处理成本之间取得良好的平衡。产生的氟化钙晶体含水率低、易于分离、含杂质少、纯度高，不需要昂贵污泥脱水机设备，宜于制取人造萤石作为天然萤石的替代物，降低天然萤石的开采量，还能解决目前污泥产量大于出路有限之间的矛盾，节约宝贵的氟化工原料。既解决了工业含氟废水处理产生底泥的占地问题、环境污染问题，又有效利用了底泥中的氟资源，提供了有利用价值的氟化钙产品。设备简单，操作方便，综合成本低，是一种经济环保的处理高浓度含氟废水的设备，有很广阔的工业应用前景。

附图说明

图1为本实用新型中实施例1中工艺以及设备的结构示意图。

附图标记包括：含氟废水槽1、含氟污泥槽2、流体化床3、混料机4、除湿烘干机5、粘合搅拌机6、成型造粒机7、干燥机8。

具体实施方式

本实用新型原理在于，将净化处理含氟废水产生的氟化钙污泥和氟化钙晶体通过人造萤石制程，先经过污泥除湿干化机处理、再添加粘合剂进行搅拌、通过成型机造粒、最后进入热风干燥或除湿干燥烘干处理，生产出萤石成品。将废水处理后产生的氟化钙污泥及晶体回收利用,应用于人造萤石生产，对推进氟化工产业的循环发展具有重要意义。

本实用新型在工作时，低浓度含氟废水由含氟废水槽1引进流体化床3，流体化床3中有担体，由流体化床3制出氟化钙晶体及由含氟污泥槽2中从化学混凝反应得到的氟化钙污泥作为进料引入混料机4，混合配料，其比例为氟化钙污泥：氟化钙晶体＝0.6:1～2.0:1，然后，再先经过除湿烘干机5除湿烘干处理，将含水率降低至20％～3％，再先后通过粘合搅拌机6和成型造粒机7添加粘合剂搅拌与成型造粒处理，最后再由干燥机8进行干燥处理，可根据公司不同产品要求，调整不同原料配比，生产出不同类型，不同级别的人造萤石成品，得到的萤石球品位高、成分稳定、无有害杂质、粒度均匀、水分含量低、防水防潮性能优良、抗压强度好，可用于多种不同用途。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，含氟废水槽1连接入流体化床3，流体化床3内有担体，流体化床3依次串接连接进入混料机4、除湿烘干机5、粘合搅拌机6、成型造粒机7和干燥机8，同时，含氟污泥槽2直接连接入混料机4。

前述中，流体化床3内，担体为0.2-0.5mm石英砂。

前述中，干燥机8为网带式热风烘干机或低温干燥机。

前述中，流体化床3内底部安装水流分布器，在水流分布器上部有担体，而且，流体化床3外壁有废水、药剂、盐剂和回流水引入接口。

本实施例中，粘合剂组分及质量百分比为：玉米淀粉60％～70％、五水偏硅酸钠25％～35％、聚丙烯酰胺0.1％～5％。另外，高浓度含氟废水+CaCl₂+担体→CaF₂，氟化钙晶体以担体为核结晶成球形晶体，粒径1-2mm，纯度90％～95％(有些可达98％)，含水率≤10％。当选择0.3-0.4mm石英砂时，经过流化床结晶，其半径增大3倍，得到的氟化钙晶体的体积为硅砂的27倍，粒径0.9-1.2mm，纯度可达96％。

本实施例中，除湿烘干机5炉体与污泥接触面为不锈钢304,内衬耐火砖，去湿量800kg/h，配电功率208kw；粘合搅拌机6机体与接触面需不锈钢304，成型造粒机7机体为合金钢,接触面需不锈钢304；干燥机8为网带式烘干机接触面需不锈钢304内衬耐火材质。

在本实施例中，含氟废水槽1作为化学混凝反应槽，其中上层清液通过自来水稀释后，作为一级处理水流入流体化床3结晶处理装置，进水水量为680CMD，氟离子浓度为2176mg/L，依次加入氢氧化钠和氯化钙，加906.7L/d的30％氢氧化钠调节pH在6±0.5，加11203L/day的30％氯化钙产生2590kg/day含水率≤10％氟化钙晶体，输送至人造萤石制程装置，而处理后的废水由该反应槽顶部出水口出排放。

本实施例中设备在工作时，流体化床3结晶处理是利用CaF₂具有低溶解度及稳态晶体的特性，让废水中的氟离子和CaCl₂或Ca(OH)₂药剂因过饱和而产生结晶，并藉由回流水达到流体化及控制过饱和度，使CaF₂晶体在流体化床3中的担体上成长，以去除或提取废水中的氟离子，而使流体化床3流出的处理水达到外排放流水标准。操作参数为：Ca/F摩尔比0.5～0.8，氟的面积负荷0～3kgF/m²reactor·h，pH值6±0.5，上流速度30～50，担体总量投加FBC槽体三分之一量，担体粒径0.2-0.5mm及担体种类为石英砂。水量为20CMD，氟离子浓度为20％的含氟废水，进入化学混凝反应槽，添加石灰进行混凝沉淀前处理，搅拌使其充分混合，静置使污泥沉淀。每天产生14.4吨的纯度65％～70％，含水率50％～60％氟化钙污泥和2.59吨含水率≤10％氟化钙晶体。

Claims (4)

1.一种含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，其特征在于，含氟废水槽(1)连接入流体化床(3)，流体化床(3)内有担体，流体化床(3)依次串接连接进入混料机(4)、除湿烘干机(5)、粘合搅拌机(6)、成型造粒机(7)和干燥机(8)，同时，含氟污泥槽(2)直接连接入混料机(4)。

2.如权利要求1所述的含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，其特征在于，流体化床(3)内，担体为0.2-0.5mm石英砂。

3.如权利要求1所述的含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，其特征在于，干燥机(8)为网带式热风烘干机或低温干燥机。

4.如权利要求1所述的含氟废水回收制取高纯人造萤石设备，其特征在于，流体化床(3)内底部安装水流分布器，在水流分布器上部有担体，而且，流体化床(3)外壁有废水、药剂、盐剂和回流水引入接口。