申请日2019.03.22
公开(公告)日2019.05.21
IPC分类号C01F11/22; C02F11/00; C01D5/00
摘要
本发明公开了一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法，所述方法包括如下步骤：1)打浆溶解;2)烧碱除硅，得到滤饼A和溶液A;3)钙盐转化;4)盐酸酸化，得到氟化钙和溶液C;5)烘干粉碎：将经过酸化处理后的氟化钙放于105℃烘箱中烘干，用粉碎机粉碎后即可得到粉末状氟化钙纯品。本发明可以对氟化钙污泥进行有效处理，避免引起二次污染，同时可以将污泥中的氟化钙进行回收，解决氟资源紧张的问题。
权利要求书
1.一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)打浆溶解：在氟化钙污泥中加入水，加热并搅拌，保证污泥分散均匀，得到固液混合液;
2)烧碱除硅：在步骤(1)制得的固液混合液中加入片碱，搅拌将污泥中的二氧化硅转化为硅酸钠，过滤，得到滤饼A和溶液A
3)钙盐转化：将滤饼A与水混合，并将其搅拌均匀，加入碳酸钠将滤饼A中的硫酸钙转化为碳酸钙，反应后过滤得到滤饼B和溶液B;
4)盐酸酸化：将滤饼B与水混合，并将其搅拌均匀，加入盐酸将滤饼B中的碱性沉淀溶解，过滤得到氟化钙和溶液C;
5)烘干粉碎：将经过酸化处理后的氟化钙放于105℃烘箱中烘干，用粉碎机粉碎后即可得到粉末状氟化钙纯品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述在氟化钙污泥中加入水使污泥分散于水中，氟化钙污泥与水质量比为1:1～1:2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热温度为50～60℃，加快污泥溶解。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述片碱的投加量与氟化钙污泥中二氧化硅含量摩尔比为2:1，搅拌时间为2h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述溶液A为硅酸钠溶液;所述滤饼A经过多次水洗。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述碳酸钠的投加量与污泥中硫酸根含量摩尔比为1.5:1，搅拌反应时间为2h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述溶液B为碳酸钠与硫酸钠的混合溶液，向溶液B中加入硫酸将pH调至6～7则得到硫酸钠溶液;所述滤饼B经过多次水洗。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述盐酸用量与氟化钙污泥中钙含量摩尔比为2:1，搅拌反应时间为1h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述溶液C为含氯化钙、氯化铁及氯化铝的混合溶液，在溶液C中加入氢氧化钙，调溶液pH为7.5～8.5，过滤即可得到氯化钙溶液;所述氟化钙经过多次水洗。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化钙纯品中氟化钙纯度≥85%，氯化物≤0.01%，以P2O5计磷酸盐≤0.01%，以Fe2O3计铁≤0.1%，以Al2O3计铝≤0.1%。
说明书
一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法
技术领域
本发明涉及氟化钙污泥处理领域，具体涉及一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法。
背景技术
氟化钙污泥主要来源于无机及有机氟化工企业、触摸屏生产企业及光伏行业，这些企业在处理单晶硅片、电池片及组件等产品的过程中，排放出大量的含氟废水。而企业处理含氟废水的主要方法主要采用化学沉淀及混凝的方法，一般加入氯化钙、氢氧化钙或碳酸钙形成氟化钙沉淀，后续再进行絮凝处理。化学沉淀法产生的污泥量比较大，污泥中大部分是氟化钙、碳酸钙、二氧化硅等成分。
氟化钙具有低毒性，极易被植物吸收，直接填埋对土壤有害，进而对作物生长和人类健康构成威胁。氟化钙微溶于水，处置不当会引起氟二次污染，造成地表水氟含量超标。因此，对于氟化钙的处置是十分必要的。
氟化钙的用途十分广泛，目前主要用于冶金、化工和建材三大行业。在冶炼过程中，氟化钙可作为助熔剂来降低金属的难熔物质的熔点，广泛被应用于钢铁冶炼、铁合金工艺和有色金属冶炼中;在化工行业中，氟化钙是生产各种有机和无机氟化物的主要原料;在水泥生产中，萤石作为矿化剂可降低燃料的烧结温度，减少燃料消耗。现存可用的氟化钙资源是有限的，但是随着工业的发展对氟化钙的需求日益增加，因此对氟化钙污泥资源化处置是最理想的处置方法。
目前，国内对氟化钙污泥的处置主要采用高温固化和浮选方法。氟化钙污泥与城市生活污水污泥共熔后产生的炉渣可后续被资源化利用;氟化钙污泥可代替部分原料高温烧结制成陶瓷;氟化钙污泥在水泥和混凝土生产中可代替部分原料，使得氟化钙污泥得到再利用。浮选工艺是在固体废物与水形成的悬浮乳液中加入浮选剂，由于物料表面性质存在差异，因而一部分可浮性好的颗粒与水中的微气泡产生吸附，形成密度小于水的气体浮上液面，达到分离物料的目的。高温固化法对氟化钙污泥成分含量有较高要求，且耗电多;浮选工艺在生产同时会产生大量含有金属离子及二氧化硅的杂泥和污水，给环境带来二次污染。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法。本发明可以对氟化钙污泥进行有效处理，避免引起二次污染，同时可以将污泥中的氟化钙进行回收，解决氟资源紧张的问题。
本发明的技术方案如下：
一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法，所述方法包括如下步骤：
1)打浆溶解：在氟化钙污泥中加入水，加热并搅拌，保证污泥分散均匀，得到固液混合液;
2)烧碱除硅：在步骤(1)制得的固液混合液中加入片碱，搅拌将污泥中的二氧化硅转化为硅酸钠，过滤，得到滤饼A和溶液A
3)钙盐转化：将滤饼A与水混合，并将其搅拌均匀，加入碳酸钠将滤饼A中的硫酸钙转化为碳酸钙，反应后过滤得到滤饼B和溶液B;
4)盐酸酸化：将滤饼B与水混合，并将其搅拌均匀，加入盐酸将滤饼B中的碱性沉淀溶解，过滤得到氟化钙和溶液C;
5)烘干粉碎：将经过酸化处理后的氟化钙放于105℃烘箱中烘干，用粉碎机粉碎后即可得到粉末状氟化钙纯品。
步骤(1)中所述在氟化钙污泥中加入水使污泥分散于水中，氟化钙污泥与水质量比为1:1～1:2。
步骤(1)中所述加热温度为50～60℃，加快污泥溶解。
步骤(2)中所述片碱的投加量与氟化钙污泥中二氧化硅含量摩尔比为2:1，搅拌时间为2h。
步骤(2)中所述溶液A为硅酸钠溶液;所述滤饼A经过多次水洗。
步骤(3)中所述碳酸钠的投加量与污泥中硫酸根含量摩尔比为1.5:1，搅拌反应时间为2h。
步骤(3)中所述溶液B为碳酸钠与硫酸钠的混合溶液，向溶液B中加入硫酸将pH调至6～7则得到硫酸钠溶液;所述滤饼B经过多次水洗。
步骤(4)中所述盐酸用量与氟化钙污泥中钙含量摩尔比为2:1，搅拌反应时间为1h。
步骤(4)中所述溶液C为含氯化钙、氯化铁及氯化铝的混合溶液，在溶液C中加入氢氧化钙，调溶液pH为7.5～8.5，过滤即可得到氯化钙溶液;所述氟化钙经过多次水洗。
所述氟化钙纯品中氟化钙纯度≥85%，氯化物≤0.01%，以P2O5计磷酸盐≤0.01%，以Fe2O3计铁≤0.1%，以Al2O3计铝≤0.1%。
本发明有益的技术效果在于：
本发明以低含量氟化钙污泥为原料，通过分步提纯去除污泥中杂质，得到纯度较高的氟化钙。该方法与传统处理氟化钙污泥方法相比，本发明工艺简单，容易在生产中实现批量连续生产;不同成分含量的污泥可通过调节试剂添加量来进行合理处理;既解决了氟化钙污泥处理过程中可能带来的二次氟污染，同时将氟化钙污泥中含有的氟化钙进行回收，使污泥得到资源化利用。
