[发明专利]一种处理强酸性高氟废水的氟化物共沉淀法

说明书

技术领域

本发明属于含氟废水的处理技术领域， 具体是一种处理光伏太阳能电池片生产中产生的强酸性高氟废水的氟化物共沉淀法。

背景技术

光伏产业在生产太阳能电池片时，将晶体硅片置于强酸性的氢氟酸溶液中浸泡，使其生成可溶性络合物六氟硅酸，去除硅片表面形成的磷硅玻璃，增大晶体硅对太阳能的吸收，在生产过程中会产生强酸性废水、含硅、含氟废水，其特点废水含有大量的氟、硅以及部分有机物等。对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理没施，排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，污染着人类赖以生存的环境。

目前，国内外对含氟废水的处理方法主要有：化学沉淀法、混凝沉淀法、反渗透法、吸附法、电化学法等，其中反渗透法、吸附法、电化学法主要应用于氟离子浓度较低的净水处理场合，对于光伏产业产生的强酸性高浓度含氟废水，现有的处理技术就是混凝辅助的化学沉淀法。

由于光伏产业的高氟废水中含有硝酸和氢氟酸等酸性物质，废水处理的一个目的是中和其酸性。混凝辅助化学沉淀的方法是利用氢氧化钙（石灰）中和强酸，同时氢氧化钙与氢氟酸反应生成氟化钙沉淀，去除氟离子。此方法存在两方面的问题：一是添加大量的多种混凝剂，导致大量高含水量的含氟污泥生成，为后续的污泥处置造成困难；二是难以使处理后出水的pH值和氟离子浓度同时达标。

发明专利CN1332118A“以含氟废水生产冰晶石之方法”中，提出在集成电路生产排放的含氟废水中添加氢氧化铝和氢氧化钠，使氟离子和铝离子、钠离子作用生成不溶于水的氟铝酸钠沉淀。其目的在于以含氟废水生产冰晶石即氟铝酸钠Na₃AlF₆，氟离子在废水中的浓度降至15ppm以下，仍未达到国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于10 mg/L的标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种处理太阳能电池片生产中含强酸性高氟废水的氟化物共沉淀法，采用NaF、AlF₃共沉淀法去除废水中氟离子，使含氟离子浓度高于5000mg/L的强酸性高氟废水经过处理，出水中氟离子浓度降低至低于6mg/L。在出水pH值为6～7的同时，氟离子浓度达到国家规定排放标准。

实现本发明目的的技术方案是：

一种处理强酸性高氟废水的氟化物共沉淀法，包括以下步骤：

（1）    将强酸性高氟废水与氢氧化铝按Al/F摩尔数比为0.5～5在密闭的容器中混合搅拌，并将容器放入50～80℃的密闭系统中加热5～30分钟；

（2）    在步骤（1）反应后的混合物中，根据强酸性高氟废水的实际酸度，等摩尔量加入3～10%氢氧化钠水溶液，同时加入氢氧化钠摩尔数1～3倍的氯化钠中和，搅拌反应5～10分钟；

（3）  微调pH值稳定在6～7，反应结束后，污泥沉淀10～30分钟；

（4）依照共沉淀物的物性处理污泥，不经过净水洗涤，采用现有抽滤、压滤方式一次性分离沉淀物。

所述的强酸性高氟废水为氟离子浓度高于5000mg/L的含有硝酸和氢氟酸, 酸度为1.0～5.0molNaOH/L的透明混合溶液。

所述强酸性高氟废水中加入氢氧化铝、氢氧化钠及氯化钠，通过调节Na⁺和Al³⁺的比例，生成AlF₃·nNaF共沉淀氟化物，AlF₃·nNaF中AlF₃和NaF的分子比n = 1～3。

反应式为：(n+3)HF + H⁺ + nNa⁺ + (n+1)OH^- + Al(OH)₃ → AlF₃·nNaF + (n+4)H₂O。