一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的方法与流程

1.本发明涉及废水回收处理领域，具体涉及一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的方法。


背景技术：

2.工业生产中会产生大量含氟废水，如果不处理会危害生态环境。对于人体而言，氟虽然是人体必需的微量元素之一，是维持骨骼正常发育不可或缺的成分，对人体健康起着十分重要的的作用。但是当其含量过低时，会出现龋齿，含量过高时,会引起氟中毒。长期食用含氟量高的水、粮食和蔬菜等，不仅易引起氟斑牙以及骨质疏松、骨骼变形、发脆等氟骨症并且可损害神经系统、细胞膜以及其他器官，而且还可能导致甲状腺功能失调，肾功能障碍以及诱发肿瘤，对人体和其他生物存在极大的潜在危害。因此如何有效处理含氟废水成为研究热点。
3.申请号为201810646182.8的专利公开了一种含氟废水的深度处理方法。所述含氟废水的深度处理方法包括以下步骤：调节ph值：收集含氟废水，自然沉降加入氢氧化钠溶液或者盐酸溶液，调节含氟废水的ph值；沉淀：向调节好ph值的含氟废水中加入适量氯化钙溶液，混匀后静置沉淀；絮凝：将经过沉淀处理的含氟废水导入絮凝池，加入适量聚合氯化铝溶液，混匀后静置，再加入适量聚丙烯酰胺溶液，混匀后静置，然后固液分离；吸附：向絮凝固液分离后的废水中加入适量除氟材料，混匀后静置；微滤：将吸附处理后的废水通过微孔过滤机进行微滤后排出。本发明提供的含氟废水的深度处理方法能够减少药剂使用量，具有较好的沉降效果，且处理成本低。上述方法虽然能很好的处理含氟废水，但是处理废水中得到的废渣不能进行有效回收利用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，该方法将废水中的氟离子转化为氟硼酸根离子，然后加入金属盐进行反应制得氟硼酸盐，一方面除去了废水中的氟离子，另一方面得到的氟硼酸盐可外售，也可直接用于工业生产。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)将含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
8.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸进行反应；
9.(3)继续向反应池内加入碱进行反应，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸盐。
10.作为上述技术方案的优选，所述含氟废水中含有氟离子以及氟硼酸根离子。
11.作为上述技术方案的优选，所述含氟废水中氟离子、氟硼酸根离子的浓度分别为
1000-2000mg/l、1000-2000mg/l，所述含氟废水的ph为1-5。
12.作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述反应的时间为2-3h，所述反应的时间为35℃以下。
13.作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4。
14.作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述碱为氢氧化钠。
15.作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述碱与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1。
16.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
17.含氟废水中含有大量的氟离子以及氟硼酸根离子，本发明首先对含氟废水进行初沉除去废水中的固体废弃物，然后向上清液中加入适量的硼酸，在一定条件下硼酸可以和废水中的氟离子进行反应生成氟硼酸根离子，然后再加入金属盐进行沉淀，沉淀制得的氟硼酸盐可进行回收利用。
18.本发明提供的方法操作简单，可有效将废水中的含氟离子除去，并得到有价值的氟硼酸盐，对水体无二次污染，处理成本低。
具体实施方式
19.下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
20.实施例1
21.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
22.(1)将1l氟离子浓度为1000mg/l、氟硼酸根离子浓度为1200g/l的含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
23.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸，控制硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4，在35℃以下进行反应2h；
24.(3)继续向反应池内加入氢氧化钠进行反应，氢氧化钠与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸钠。
25.经检测废水中氟硼酸根离子的残余浓度为430mg/l，由此可以看出，氟离子全部转化为氟硼酸根离子，氟硼酸根离子的去除率为81.6％。
26.实施例2
27.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
28.(1)将1l氟离子浓度为2000mg/l、氟硼酸根离子浓度为1500mg/l的含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
29.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸，控制硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4，在35℃以下进行反应3h；
30.(3)继续向反应池内加入氢氧化钠进行反应，氢氧化钠与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸钠。
31.经检测废水中氟硼酸根离子的残余浓度为573mg/l，由此可以看出，氟离子全部转化为氟硼酸根离子，氟硼酸根离子的去除率为84.8％。
32.实施例3
33.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
34.(1)将氟离子浓度为1200mg/l、氟硼酸根离子浓度为1500mg/l的含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
35.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸，控制硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4，在35℃以下进行反应2.5h；
36.(3)继续向反应池内加入氢氧化钠进行反应，氢氧化钠与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸钠。
37.经检测废水中氟硼酸根离子的残余浓度为435mg/l，由此可以看出，氟离子全部转化为氟硼酸根离子，氟硼酸根离子的去除率为84.8％。
38.实施例4
39.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
40.(1)将氟离子浓度为1500mg/l、氟硼酸根离子浓度为1500mg/l的含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
41.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸，控制硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4，在35℃以下进行反应3h；
42.(3)继续向反应池内加入氢氧化钠进行反应，氢氧化钠与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸钠。
43.经检测废水中氟硼酸根离子的残余浓度为478mg/l，由此可以看出，氟离子全部转化为氟硼酸根离子，氟硼酸根离子的去除率为85.1％。
44.实施例5
45.一种利用含氟废水制备氟硼酸盐的制备方法，包括以下步骤：
46.(1)将1l氟离子浓度为2000mg/l、氟硼酸根离子浓度为2000mg/l的含氟废水泵入到初沉池中进行初步沉淀处理，之后将上清液泵入到反应池内；
47.(2)剧烈搅拌下向反应池内缓慢加入硼酸，控制硼酸与含氟废水中氟离子的摩尔比为1:4，在35℃以下进行反应3h；
48.(3)继续向反应池内加入氢氧化钠进行反应，氢氧化钠与废水中氟硼酸根离子的摩尔浓度比为1:1，反应结束后进行降温结晶处理，过滤，将得到的沉淀干燥，制得氟硼酸钠。
49.经检测废水中氟硼酸根离子的残余浓度为764mg/l，由此可以看出，氟离子全部转化为氟硼酸根离子，氟硼酸根离子的去除率为82.2％。
50.综上所述，本发明提供的方法在处理不同浓度的含氟废水时均有较好的效果，且制得的氟硼酸盐可进行回收利用。
51.此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。