本發(fā)明涉及一種可再生除氟劑，尤其涉及一種可再生除氟劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、近年來，我國大力扶持新能源產(chǎn)業(yè)，信息技術(shù)快速發(fā)展，光伏光電行業(yè)迅猛發(fā)展，同時(shí)也產(chǎn)生大量廢水污泥，其主要成分為caf2、sio2、caso4和沉淀劑、絮凝劑等，造成了處置困難且成本高的問題。針對于光伏廢水污泥的主要成分，將其合理處置并實(shí)現(xiàn)資源化，既可以消除光伏廢水污泥的潛在污染，又可將其中的礦物元素再生利用，使固廢物變廢為寶，變危為安，能創(chuàng)造較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2、目前光伏行業(yè)廢水的污泥在提純后，主要應(yīng)用其中的caf2，根據(jù)純度等級(jí)將其作為螢石的替代品用于氟化工行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)，也作為添加劑或助熔劑用于建筑、冶金和陶瓷行業(yè)；但對于其中的大量硅元素沒有得到充分的利用。

3、因此，利用光伏廢水中硅元素制備一種可再生除氟劑成為當(dāng)下的研究方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種可再生除氟劑的制備方法，該種制備方法利用廢水污泥為主原料，具有制備過程簡單、可制得除氟效果較好、再生效率較高的可再生除氟劑的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明還提供一種可再生除氟劑，該可再生除氟劑具有除氟效果較好、再生效率較高的特點(diǎn)。

3、本發(fā)明還提供一種用于生產(chǎn)可再生除氟劑的設(shè)備，該設(shè)備具有集成度高，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備除氟劑的特點(diǎn)。

4、本發(fā)明提供一種可再生除氟劑的制備方法，其中，包括如下步驟：

5、1）將光伏廢水污泥與碳酸鈉水溶液接觸，對得到的混合體系進(jìn)行固液分離處理，得到固體a；

6、2）將所述固體a與鹽酸溶液接觸，對得到的混合體系進(jìn)行固液分離處理，得到固體b；

7、3）將所述固體b與氫氧化鈉水溶液接觸，對得到的混合體系進(jìn)行固液分離處理，得到氟化鈣污泥和硅酸鈉水溶液；

8、4）將所述硅酸鈉水溶液與氫氧化鋁、氫氧化鋅、氫氧化鈉混合后進(jìn)行攪拌處理，將得到的混合體系與模板劑混合后升溫至第一溫度，得到第一溫度體系；

9、5）將所述第一溫度體系與碳酸氫鈉混合后進(jìn)行第一微波處理，同時(shí)升溫至第二溫度，得到第二溫度體系；

10、6）對所述第二溫度體系進(jìn)行第二微波處理，對得到的第二微波體系進(jìn)行固液分離處理，得到液相產(chǎn)物和可再生除氟劑基體；

11、7）將所述可再生除氟劑基體與包括鋁離子和鐵離子的水溶液接觸，得到所述再生可再生除氟劑；

12、所述模板劑包括嗎啉和異丙胺；

13、所述第一溫度為50~80℃，所述第二溫度為160~200℃。

14、如上所述的可再生除氟劑的制備方法，其中，步驟1）中，所述碳酸鈉水溶液的濃度為2.5~5mol/l，所述光伏廢水污泥與所述碳酸鈉水溶液接觸的接觸溫度為50~80℃，接觸時(shí)間為2~5h；和/或，

15、步驟2）中，所述鹽酸溶液的濃度為1.5~3.5mol/l，所述固體a與所述鹽酸溶液接觸的接觸溫度為20~30℃，接觸時(shí)間為0.5~1h；和/或，

16、步驟3）中，所述氫氧化鈉水溶液的濃度為10~25mol/l，所述固體b與所述氫氧化鈉水溶液接觸的接觸溫度為80~150℃，接觸時(shí)間為3~10h。

17、如上所述的可再生除氟劑的制備方法，其中，所述第一微波處理的處理功率為300w，處理時(shí)間為10~40min；和/或；

18、所述第二微波處理的處理功率為400w，處理時(shí)間為30~120min；和/或，

19、步驟3）中，還包括使用納濾膜對所述硅酸鈉水溶液進(jìn)行濃縮處理，得到濃縮硅酸鈉水溶液，作為步驟4）中的反應(yīng)原料；

20、所述濃縮處理的操作壓力為0.8~1.4mpa，操作溫度為30~40℃。

21、如上所述的可再生除氟劑的制備方法，其中，所述包括鋁離子和鐵離子的水溶液中，鋁離子的濃度為0.3~1mol/l，鐵離子的濃度為0.1~0.2mol/l，鹽酸的濃度為0.08~0.15mol/l；和/或，

22、步驟7）進(jìn)一步包括：將所述可再生除氟劑基體在400~450℃條件下干燥1~3h后，與所述包括鋁離子和鐵離子的水溶液混合，向得到的混合體系中加入鹽酸，使所述混合體系的ph值為2~3，隨后對所述混合體系進(jìn)行超聲振蕩處理，處理時(shí)間1~4h，得到超聲振蕩處理體系；對所述超聲振蕩處理體系進(jìn)行固液分離處理，將得到的固相產(chǎn)物使用蒸餾水沖洗，直至沖洗得到的洗液的ph值為7，隨后將所述固相產(chǎn)物于80~150℃下真空干燥2~5h，得到所述可再生除氟劑；和/或，

23、步驟4）中，所述硅酸鈉、所述氫氧化鋁、所述氫氧化鋅、所述氫氧化鈉的摩爾比為1：0.1~0.4：0.01~0.05：0.5~1.5；和/或，

24、步驟5）中，所述碳酸氫鈉物質(zhì)的量與所述氫氧化鋁、所述氫氧化鋅的物質(zhì)的量之和的比值為0.05~0.08：1；和/或，

25、所述模板劑物質(zhì)的量與所述氫氧化鋁、所述氫氧化鋅物質(zhì)的量之和的比值為0.8~1.5:1。

26、如上所述的可再生除氟劑的制備方法，其中，步驟6）進(jìn)一步包括使用有機(jī)溶劑對所述液相產(chǎn)物進(jìn)行萃取處理，得到包括模板劑的混合物和水相混合物；

27、對所述包括模板劑的混合物進(jìn)行閃蒸處理，得到模板劑，作為所述步驟4）中的反應(yīng)原料；

28、將所述水相混合物與步驟3）中所述氫氧化鈉水溶液混合，作為反應(yīng)原料。

29、本發(fā)明還提供一種可再生除氟劑，其中，該可再生除氟劑使用上述任一種可再生除氟劑的制備方法制得。

30、本發(fā)明還提供一種除氟方法，其中，該除氟方法使用上述任一種可再生除氟劑與含有氟離子的待處理物接觸，得到處理產(chǎn)物和含氟除氟劑。

31、如上所述的除氟方法，其中，還包括對所述含氟除氟劑依次進(jìn)行酸處理、堿處理、沖洗處理和干燥處理，得到再生除氟劑；

32、所述酸處理包括將所述含氟除氟劑與鹽酸溶液接觸，所述鹽酸溶液的濃度為0.02~0.06mol/l，接觸時(shí)間為1~3h，得到酸處理產(chǎn)物；

33、所述堿處理包括將所述酸處理產(chǎn)物與氫氧化鈉水溶液接觸，所述氫氧化鈉水溶液的濃度為0.04~0.08mol/l，接觸時(shí)間為2~6h，得到堿處理產(chǎn)物；

34、所述沖洗處理包括使用蒸餾水對所述堿處理產(chǎn)物進(jìn)行沖洗，直至沖洗得到的洗液的ph值為7，得到?jīng)_洗產(chǎn)物；

35、所述干燥處理包括對所述沖洗產(chǎn)物在100~180℃條件下真空干燥2~5h，得到所述再生除氟劑。

36、本發(fā)明還提供一種可再生除氟劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于執(zhí)行上述任一種可再生除氟劑的制備方法，其中，該系統(tǒng)包括依次連通的除硫反應(yīng)器、酸化反應(yīng)器、浸出反應(yīng)器、膜濃縮裝置、反應(yīng)器；

37、所述反應(yīng)器包括攪拌器、微波波導(dǎo)、微波加熱腔、加熱裝置。

38、如上所述的可再生除氟劑的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括相互連通的第一再生器和第二再生器，所述第一再生器包括第一循環(huán)泵，所述第二再生器包括第二循環(huán)泵。

39、本發(fā)明提供的可再生除氟劑的制備方法利用廢水污泥為主原料，具有制備過程簡單、可制得除氟效果較好、再生效率較高的可再生除氟劑的特點(diǎn)。