本發(fā)明屬于水處理，具體而言，涉及一種酸性含氟廢水的處理藥劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
1、氟化工的發(fā)展給人們帶來(lái)高附加值、高性能的氟產(chǎn)品，同時(shí)也帶來(lái)了大量的含氟污染物，尤為需要關(guān)注的是含氟廢水，如果不經(jīng)處理、超標(biāo)排放，會(huì)在土壤和地下水中長(zhǎng)期累積，對(duì)環(huán)境及人類安全造成嚴(yán)重威脅。
2、混凝沉淀法是常用的除氟技術(shù)，當(dāng)使用鋁鹽為主要成分的除氟藥劑時(shí)，鋁鹽在水中會(huì)釋放鋁離子，然后經(jīng)過(guò)水解作用產(chǎn)生具有除氟活性的al(oh)3膠體，在聚丙烯酰胺的助凝作用下，通過(guò)靜電、絡(luò)合、離子交換等多種作用去除氟離子。
3、發(fā)明名稱為《一種污水除氟劑以及其制備和應(yīng)用方法》（申請(qǐng)?zhí)枺?02211459290.7）的中國(guó)專利公開(kāi)了一種鋁鹽、鹽酸、聚合硫酸鐵、檸檬酸、硅酸鹽、氫氧化鈉組成的除氟藥劑，該藥劑利用聚合硫酸鐵、鋁礬花、硅酸鹽的協(xié)同作用提高了除氟效率。
4、發(fā)明名稱為《一種酸性高氟廢水用除氟劑及其使用方法》（申請(qǐng)?zhí)枺?02310039043.x）的中國(guó)專利申請(qǐng)開(kāi)發(fā)了一種高氟廢水的除氟劑，該除氟劑包括a劑（鋁酸鈣粉、氯化鈣、三氯化鐵、磷酸二氫鉀、氯化鎂、陰離子聚丙烯酰胺）和b劑（六水氯化鋁、陰離子聚丙烯酰胺、反滲透濃水），能夠有效解決除氟效率及渣水分離困難的問(wèn)題。
5、但是，由于鋁離子具有雙水解特性，在使用以鋁鹽為主要成分的除氟藥劑時(shí)，藥劑除氟的最佳ph在6.5~7.5的范圍內(nèi)，因此水質(zhì)若不具備一定的酸堿緩沖能力，則需要持續(xù)精準(zhǔn)的對(duì)溶液ph調(diào)控。此外，鋁離子水解生成的al(oh)3膠體尺寸較小，通常需要配合聚丙烯酰胺使用，但這會(huì)使水的cod和氨氮含量提高，仍需處理達(dá)標(biāo)后排放。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種酸性含氟廢水的處理藥劑及其使用方法，本發(fā)明藥劑可以提高除氟礬花的沉降效率，避免聚丙烯酰胺的使用，處理工藝簡(jiǎn)單且成本低廉，且除氟效率高。
2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，本發(fā)明之酸性含氟廢水的處理藥劑，包括a劑和b劑。
3、a劑包括碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物。b劑主要為鋁鹽。a劑中碳酸鹽礦物與硅酸鹽礦物的質(zhì)量比值為1~5:1。研究表明，a劑中碳酸鹽礦物與硅酸鹽礦物的質(zhì)量比值為1~5:1，ph值調(diào)控的效果最好。如配比不在所述范圍，則會(huì)導(dǎo)致a劑在水中釋放氫氧根離子不足的問(wèn)題，ph值調(diào)控的效果變差。
4、優(yōu)選的，a劑中的硅酸鹽礦物包括蛇紋石、硅灰石、橄欖石中的至少一種。所述碳酸鹽礦物包括方解石、菱鎂礦、白云石中的至少一種。
5、優(yōu)選的，b劑中的鋁鹽包括硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁中的至少一種。
6、其中a劑由硅酸鹽礦物在焙燒后與碳酸鹽礦物混合，并碾磨活化制得。
7、優(yōu)選的，a劑中硅酸鹽礦物的焙燒溫度為300~500℃，時(shí)間1~2h。碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物混合后碾磨活化的方式包括人工碾磨、球磨、棒磨等中的至少一種。研究表明，此處焙燒溫度過(guò)低或焙燒時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致硅酸鹽礦物的活化程度不夠，溶解釋放氫氧根離子的能力不足；但焙燒溫度過(guò)高或焙燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使其礦相發(fā)生轉(zhuǎn)變，影響其調(diào)節(jié)溶液ph的功能。
8、本發(fā)明之酸性含氟廢水的處理藥劑的使用方法，包含如下步驟：
9、（1）預(yù)處理：通過(guò)沉降、過(guò)濾，將酸性含氟廢水中的沙石等固體懸浮物去除；
10、（2）調(diào)節(jié)ph：向步驟（1）預(yù)處理后的酸性含氟廢水中投加a劑，使溶液ph為6.5~7.5；
11、（3）混凝沉淀：向步驟（2）調(diào)節(jié)ph后的溶液中投加b劑，反應(yīng)后靜置、沉淀，上清液即出水，即為處理后的酸性含氟廢水。
12、優(yōu)選的，步驟（2）中，所述a劑中碳酸鹽礦物與硅酸鹽礦物的質(zhì)量比值為1~5:1。步驟（3）中，所述b劑用量按照al:f摩爾比2~4:1來(lái)計(jì)；其中鋁為b劑中鋁鹽所含的鋁元素；氟為酸性含氟廢水中的氟元素。研究表明，鋁元素過(guò)量會(huì)導(dǎo)致處理后廢水中殘余鋁離子的含量過(guò)高，影響出水水質(zhì)。
13、本發(fā)明的工作原理為：
14、碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物雖然不易溶于水，但都具有釋放氫氧根的潛力，且通過(guò)緩慢的溶解水解過(guò)程，能夠自發(fā)將ph穩(wěn)定在6.5~7.5的范圍內(nèi)。其中，碳酸鹽在水中溶解后會(huì)釋放出碳酸根離子，碳酸根離子水解平衡過(guò)程會(huì)產(chǎn)生氫氧根離子，而硅酸鹽表面富有-oh，在水中會(huì)由表及里發(fā)生溶解，同時(shí)釋放氫氧根。本發(fā)明通過(guò)對(duì)硅酸鹽礦物焙燒后與碳酸鹽礦物混合碾磨的方式，能夠促使硅酸鹽礦物表面暴露更多的-oh，以及促使碳酸鹽礦物表面非晶化，從而激發(fā)碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物調(diào)控ph的潛力；此外，硅酸鹽礦物和碳酸鹽礦物混合碾磨后，兩種礦物分布更加均勻，使得碳酸鹽礦物產(chǎn)生的oh-能夠更多地遷移至硅酸鹽礦物表面，堿性環(huán)境進(jìn)一步促進(jìn)了硅酸鹽礦物的溶解過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)ph調(diào)控效率的協(xié)同強(qiáng)化。
15、此外，由于碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物固-液界面處的oh-更加充足，因此鋁鹽溶解的鋁離子主要在固-液界面處產(chǎn)生al(oh)3膠體，并且兩種礦物表面都會(huì)暴露有鈣、鎂等二價(jià)離子，在鈣、鎂離子與氟離子強(qiáng)結(jié)合能力的誘導(dǎo)下，除氟礬花會(huì)優(yōu)先附著到未完全溶解的礦物顆粒上，因此渣水分離的效率顯著提升。
16、本發(fā)明的有益效果在于：
17、1.?本發(fā)明藥劑中的硅酸鹽和碳酸鹽能夠自發(fā)調(diào)控溶液ph，并且還具有緩沖溶液酸堿性波動(dòng)的能力，能夠?yàn)殇X鹽提供最優(yōu)的溶液ph環(huán)境，除氟效率高。
18、2.?本發(fā)明藥劑能夠使鋁鹽溶解所產(chǎn)生的礬花附著在未溶解的礦物顆粒上，增加了礬花的沉降動(dòng)力，渣水分離效果好。
19、3.?由于本發(fā)明藥劑的除氟性能優(yōu)異，并且能夠提高礬花自身的沉降動(dòng)力，因此可以免去聚丙烯酰胺的使用，從而避免了水中cod和氨氮的二次污染，不僅更加綠色，而且工序簡(jiǎn)單。
20、4.?與除氟常用的聚合氯化鋁相比，本發(fā)明使用的藥劑價(jià)格便宜，廢水處理的成本也相對(duì)較低。
21、使用本發(fā)明之酸性含氟廢水的處理藥劑，能夠有效提高水質(zhì)酸堿緩沖的能力，并自發(fā)將ph穩(wěn)定到6.5~7.5的范圍內(nèi)，除氟效率高。此外，本發(fā)明藥劑可以提高除氟礬花的沉降效率，避免聚丙烯酰胺的使用，處理工藝簡(jiǎn)單且成本低廉。
1.一種酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，包括a劑和b劑；a劑包括碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物；b劑主要為鋁鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，a劑中碳酸鹽礦物與硅酸鹽礦物的質(zhì)量比值為1~5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，a劑中的硅酸鹽礦物包括蛇紋石、硅灰石、橄欖石中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，所述碳酸鹽礦物包括方解石、菱鎂礦、白云石中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，b劑中的鋁鹽包括硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，其中a劑由硅酸鹽礦物在焙燒后與碳酸鹽礦物混合，并碾磨活化制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，a劑中硅酸鹽礦物的焙燒溫度為300~500℃，時(shí)間1~2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸性含氟廢水的處理藥劑，其特征在于，碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物混合后碾磨活化的方式包括人工碾磨、球磨、棒磨中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的酸性含氟廢水的處理藥劑的使用方法，其特征在于，包含如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的酸性含氟廢水的處理藥劑的使用方法，其特征在于，