[发明专利]一种石墨废水零排放综合利用处理工艺

说明书

本发明涉及一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，属于环保技术领域，提供了一种天然鳞片石墨精矿开采时氢氟酸法提纯石墨产生废水的资源化解决方案。本发明在沉淀中和法的基础上，将预处理后的高盐水经电渗析进行浓缩，然后浓缩浓水经双极膜电渗析制酸碱，所得到的酸可回到前端进行石墨酸浸、碱用于重金属离子的沉淀，也可用于离子交换树脂的清洗。本发明整个工艺段仅产生固废和少量树脂洗水，解决了现有直排对环境危害大、高盐废水的污染问题，同时做到产生的酸、碱回用到前段工艺，降低生产成本，达到清洁生产和循环经济的目的。

技术领域

本发明涉及一种石墨废水零排放并综合利用的技术领域，属于环保技术领域。

背景技术

石墨是一种常见且常用的非金属材料，颜色呈黑色，它可用于铅笔芯、墨水、墨汁；石墨导电，可用于电加工机床的电极；同时，石墨材料熔点高，易于脱模，可用作提炼黄金的模具；石墨是一种结晶型碳，相对密度较低，为2.1～2.3，熔点高，为3850±50℃，具有耐高温与很强的耐急冷急热性，同时，石墨有足够的机械强度和耐冲击性能，在航天产品的燃烧室运用十分广泛。石墨晶体属六方晶系，由于层面间结合力较弱，内部气孔率大、性脆、抗拉强度低，石墨材料易于切削，机械加工性能良好。

而石墨在生产制造过程中会对环境造成一定的污染，主要包括水污染和大气粉尘污染；其中水污染主要是石墨车间产生的洗碱废水、酸浸出废水、洗酸废水、石墨沉淀物、车间清洗废水。这些石墨废水主要特点是：废水中包含酸碱性物质及少量金属离子，不仅浓度高并且成分较为复杂，其危害性比较大，属于国家严格控制的一类工业污染物，这类废水对周围的生态环境造成严重的影响。

现有石墨废水处理工艺大多是将废水进行沉淀中和、氧化过滤，而后直接排放，这种处理方式虽然能降低污染指标，但废水中含有的高浓度盐水会造成二次污染。

发明内容

本发明是为了解决现有直排对环境危害大、高盐废水的污染问题，同时做到产生的酸、碱回用到前端工艺，降低生产成本，达到清洁生产和循环经济的目的。

本发明的目的在于提供一种石墨废水零排放并综合利用的新工艺，具体为天然鳞片石墨精矿等通过氢氟酸法提纯石墨产生的废水零排放综合处理工艺，该工艺通过电渗析将经预处理后的高盐废水进行浓缩，然后利用双极膜电渗析对浓缩后的高盐水进行转化，得到相应的酸和碱，再进行回收利用，以此实现资源化。

为实现该发明目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种石墨废水零排放综合利用处理工艺，所述石墨废水为氢氟酸法提纯石墨产生的废水，废水中含有钙、镁、铁和氟元素，该处理工艺包括如下步骤：

S1、向石墨废水中加入碱进行除硬软化，再向软化后的石墨废水中加入氧化钙进行除氟处理，然后使用碳酸盐对除氟后的石墨废水进行化学法除钙，过滤除去沉淀后再用离子交换树脂对石墨废水中残留的重金属离子进行去除；

S2、对S1处理后所得的石墨废水加酸，调节其pH至酸性或弱酸性；

S3、对S2处理后所得的石墨废水进行电渗析浓缩，得到浓盐水；

S4、将S3中所得的浓盐水经双极膜电渗析得到相应的酸和碱，回用至前端工序中。

作为优选，所述石墨废水为天然鳞片石墨精矿氢氟酸法提纯石墨产生的废水；废水主要无机盐成分为氯化钠、硫酸钠或硝酸钠中的一种或几种。

作为优选，所述S1中，碳酸盐为碳酸钠，优选为固体碳酸钠或碳酸钠溶液。进一步的，碳酸钠为分析纯无水碳酸钠。

作为优选，所述S1中，过滤为微滤或超滤中的至少一种。

作为优选，所述S1中，离子交换树脂为螯合树脂，其活性基团为亚甲基二乙氨基或氨基磷酸基中的至少一种，其可被置换的游离态离子为钠离子。