公布日：2022.01.11
申请日：2021.10.18
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C01F7/54(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置、回收装置及回收工艺，属于废水处理技术领域。本发明利用诱导结晶的原理，采用铝酸钠溶液和碱溶液为沉淀剂，与废水中的氟进行连续反应，采用一体化结晶反应器，使得反应过程与诱导结晶过程在同一个反应器中完成，反应过程中产生的细小冰晶石作为晶种，自诱导产生砂状冰晶石进行回收。通过改变铝酸钠溶液与氢氧化钠的配比，实现回收冰晶石分子比及粒径的控制。本发明克服了传统化学反应和结晶过程分离导致冰晶石回收含水率高、粒径小等技术难题。经本发明的方法处理，回收的冰晶石粒径大、含水率低，产品质量符合国家标准。
权利要求书
1.一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，其特征在于，包括外筒(7)、内筒(8)和回流管(11)；外筒(7)套设于内筒(8)的外部，外筒(7)的底部密封设置，形成沉淀区(7~1)；内筒(8)空腔内形成反应区(8~1)，所述反应区(8~1)对应连通设置于沉淀区(7~1)的上方；内筒(8)的顶部设置有加药管(5)和进水管(6)连通至反应区(8~1)，所述外筒(7)内的底部，内筒(8)的底部与外筒(7)之间设置有连通部(13)，外筒(7)与内筒(8)之间形成外流通道(14)，连通部(13)将反应区(8~1)与外流通道(14)之间进行连通；外流通道(14)的顶部设置有出水管(9)，出水管(9)用于外流通道(14)顶部的出水；所述回流管(11)的回流入口(11~1)设置于反应区(8~1)底部位置，回流管(11)的回流出口设置于反应区(8~1)的上部。
2.根据权利要求1所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，其特征在于，所述反应区(8~1)内设置有搅拌器(15)。
3.根据权利要求1所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，其特征在于，所述外流通道(14)顶部的外筒(7)上设置有出水堰(12)，所述出水堰(12)相对于外筒(7)的外侧设置有出水管(9)。
4.根据权利要求1所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，其特征在于，所述沉淀区(7~1)的底部设置有放料管(10)。
5.一种含氟废水中砂状冰晶石回收装置，其特征在于，包括加药罐、反应装置(3)和集水箱(4)，所述反应装置(3)为权利要求1～4任一项所述的反应装置；所述加药罐通过管道与反应装置(3)的加药管(5)相连，集水箱(4)通过管道与反应装置(3)的进水管(6)相连。
6.根据权利要求5所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收装置，其特征在于，所述加药罐包括第一加药罐(1)和第二加药罐(2)，第一加药罐(1)和第二加药罐(2)分别通过管道与反应装置(3)的进水管(6)相连。
7.一种含氟废水中砂状冰晶石回收工艺，其特征在于，工艺中使用的反应装置为权利要求1～4任一项所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，先将含氟废水、铝酸钠溶液和碱溶液通入至反应区(8~1)内进行反应，使回流管(11)开始工作，将反应区(8~1)底部的冰晶石通过回流管(11)回流至反应区(8~1)的上部进行诱导结晶，对沉淀至沉淀区(7~1)的冰晶石进行回收；含氟废水处理后由外流通道(14)排出。
8.根据权利要去7所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收工艺，其特征在于，通过碱溶液的加入量控制反应区(8~1)内的溶液pH值在2～6。
9.根据权利要去7所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收工艺，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，反应区(8~1)内的溶液中Na:Al摩尔比为2.8～3.5。
10.根据权利要去7所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收工艺，其特征在于，所述含氟废水的加入流量与回流管(11)中回流流量之比为1:(0.8～1.2)；和/或反应体系中固液比大于30％±1％时，对沉淀区(7~1)中的沉淀物进行放料，放料至反应体系中固液比为10％±0.5％为止。
发明内容
本发明针对现有技术含氟废水回收砂状冰晶石品质较差的技术问题，提供了一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置、回收装置及回收工艺，通过回收反应装置中反应区、沉淀区以及回流管的合理布置，改善上述的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为
本发明的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，包括外筒、内筒和回流管；外筒套设于内筒的外部，外筒的底部密封设置，形成沉淀区；内筒空腔内形成反应区，所述反应区对应连通设置于沉淀区的上方；内筒的顶部设置有加药管和进水管连通至反应区，所述外筒内的底部，内筒的底部与外筒之间设置有连通部，外筒与内筒之间形成外流通道，连通部将反应区与外流通道之间进行连通；外流通道的顶部设置有出水管，出水管用于外流通道顶部的出水；所述回流管的回流入口设置于反应区底部位置，回流管的回流出口设置于反应区的上部；通过上述的反应装置，在反应区中可以进行稳定的反应，并且通过将反应区底部位置所形成的较小粒度的晶粒通过回流管回流至反应区的上部，使其作为晶核在反应区内进行诱导结晶，使得反应过程与诱导结晶过程在同一个反应器中完成，有利于最终回收粒径大、含水率低的冰晶石。
优选地，所述反应区内设置有搅拌器，所述搅拌器的设置有利于反应区内的充分反应，并且搅拌器有利于优化反应区内反应体系中结晶分布状态，有利于回收后的冰晶石具有较好的性质。
优选地，所述外流通道顶部的外筒上设置有出水堰，所述出水堰相对于外筒的外侧设置有出水管。
优选地，所述沉淀区的底部设置有放料管。
本发明的一种含氟废水中砂状冰晶石回收装置，包括加药罐、反应装置和集水箱，所述反应装置为上述的反应装置；所述加药罐通过管道与反应装置的加药管相连，集水箱通过管道与反应装置的进水管相连。
优选地，所述加药罐包括第一加药罐和第二加药罐，第一加药罐和第二加药罐分别通过管道与反应装置的进水管相连。
本发明的一种含氟废水中砂状冰晶石回收工艺，工艺中使用的反应装置为权利要求1～4任一项所述的一种含氟废水中砂状冰晶石回收反应装置，先将含氟废水、铝酸钠溶液和碱溶液通入至反应区内进行反应，使回流管开始工作，将反应区底部的冰晶石通过回流管回流至反应区的上部进行诱导结晶，对沉淀至沉淀区的冰晶石进行回收；含氟废水处理后由外流通道排出。
优选地，通过碱溶液的加入量控制反应区内的溶液pH值在2～6。
优选地，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，反应区内的溶液中Na:Al摩尔比为2.8～3.5，通过改变铝酸钠溶液与氢氧化钠的配比，实现回收冰晶石具有较好地分子比及粒径。
优选地，所述含氟废水的加入流量与回流管中回流流量之比为1:。
优选地，反应体系中固液比大30％±1％时，对沉淀区中的沉淀物进行放料，放料至反应体系中固液比为10％±0.5％为止。
本发明中，利用诱导结晶的原理，采用铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液为沉淀剂，与废水中的氟进行连续反应，反应过程中产生的结晶物作为晶种，自诱导产生砂状冰晶石进行回收。进一步地通过改变铝酸钠溶液与碱液的配比，实现回收冰晶石分子比及粒径的控制。本发明反应器采用一体化设计，使得反应过程与诱导结晶过程在同一个反应器中完成，克服了传统化学反应和结晶过程分离导致冰晶石回收含水率高、粒径小等技术难题。回收的冰晶石粒径大、含水率低，产品质量符合国家标准；可以实现含氟废水如光伏废水中氟资源的回收，且回收的冰晶石粒径大、含水率低，产品质量达到国家标准，可适用于不同浓度的含氟废水。
（发明人：杜虎;田远松;刘自成;杨峰;戴建军）
