一種石英砂粉或長石砂粉酸洗提純后的酸性廢水零排放處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石英砂粉、長石砂粉化學(xué)提純后的酸性廢水零排放的處理方法，屬于化工提純及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石英砂粉和長石砂粉是非常重要的非金屬礦物原料之一，它們經(jīng)常用作玻璃、陶瓷和耐火材料行業(yè)的原料。石英砂粉、長石砂粉所含的礦物雜質(zhì)主要是三氧化二鐵，但由于其礦石形成過程的條件及它們加工過程中的工藝不同，其所含的雜質(zhì)礦物三氧化二鐵的含量也有所區(qū)別，其品位高低決定它們在不同類別的玻璃、陶瓷和耐火材料行業(yè)中的用途與用量。隨著人們生活水平的不斷提高，現(xiàn)在國內(nèi)外玻璃、陶瓷、耐火材料等廠家都對石英砂粉、長石砂粉等原料提出了更高的質(zhì)量要求。目前石英砂粉、長石砂粉大都采用電磁選的辦法除鐵，其效果不是很理想；而最有效的、最徹底的除雜辦法還是借助酸洗的手段來達(dá)到的；酸洗除鐵的最大的缺點是提純過程中會產(chǎn)生大量的酸性廢水，如果這種酸性廢水沒有處理好，就會污染環(huán)境。因此，如何有效的綜合處理和利用酸洗過程中產(chǎn)生的酸性廢水，一直是石英砂粉提純生廣企業(yè)最頭疼的冋題。
[0003]目前酸洗提純石英砂粉、長石砂粉產(chǎn)生的酸性廢水主要是采用堿液中和至PH呈中性后再排放，但長期排放不僅浪費大量的淡水資源，而且還會對環(huán)境造成一定的污染。查閱專利文獻(xiàn)資料得知中國專利CN2014101551020曾對鹽酸酸洗提純石英砂、長石過程產(chǎn)生的廢水做過零排放的工藝方法，并獲得了中國專利局的發(fā)明專利授權(quán)。但對于用氟硅酸、硝酸以及鹽酸中任意兩種的混合酸液的酸性廢水零排放處理方法未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用氟硅酸、硝酸以及鹽酸中任意兩種的混合酸液酸洗提純石英砂粉、長石砂粉后的酸性廢水處理方法，該方法完全能把這種酸性廢水經(jīng)處理后再循環(huán)使用，整個過程中沒有任何廢水排放，達(dá)到真正的零污染、零排放。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種石英砂粉或長石砂粉酸洗提純后的酸性廢水零排放處理方法，所述酸性廢水為用氟硅酸、硝酸以及鹽酸中任意兩種的混合酸液提純石英砂粉或長石砂粉后的酸性洗水，該方法包括以下步驟:A，當(dāng)混合酸液為氟硅酸與硝酸的混合酸液時，其處理步驟如下:
[0007](I)、將酸性洗水收集至中和池中，用輕質(zhì)碳酸鈣、石灰乳或磨細(xì)的生石灰粉將其pH值中和至6.0?7.0，然后將中和后的酸性洗水送至沉淀池中進(jìn)行沉淀，將沉淀物進(jìn)行過濾，制得氟硅酸鈣濾餅和濾液，收集氟硅酸鈣濾餅并進(jìn)行處理；
[0008](2)、將濾液和沉淀池中的上清液共同送入調(diào)節(jié)池中，用輕質(zhì)碳酸鈣、石灰乳或磨細(xì)的生石灰粉將其PH值調(diào)節(jié)至8.0?10.0，沉淀鐵離子，將沉淀物進(jìn)行過濾；濾餅用作制備硫酸亞鐵得原料，濾液和沉淀鐵離子后的上層清液送入調(diào)節(jié)池中，用硝酸或氟硅酸將其pH值調(diào)節(jié)至6.0?7.0后送入中轉(zhuǎn)池中；
[0009](3)、將中轉(zhuǎn)池中調(diào)節(jié)pH值后的上層清液先用石英砂層進(jìn)行過濾，過濾后的濾液再采用以下a或b的方式進(jìn)行濃縮:
[0010]a、將濾液重新作為洗滌物料用洗水，洗滌后的酸性洗水再按步驟(I)和(2)處理后繼續(xù)循環(huán)使用，直至最后濾液中的硝酸鈣的濃度達(dá)到20?50%，將濾液送到制硝酸車間中備用；
[0011]b、用單級/多級納濾系統(tǒng)或單級/多級反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮，直至濃縮液中硝酸鈣的濃度達(dá)到20?50%，將濃縮液送到制硝酸車間中備用，分離出的純水送回車間循環(huán)使用；
[0012]B，當(dāng)混合酸液為鹽酸和硝酸的混合酸液時，其處理步驟如下:(I)、將酸性洗水收集至中和池中，用輕質(zhì)碳酸鈣、石灰乳或磨細(xì)的生石灰粉將其pH值中和至8.0?10.0，沉淀鐵離子，將沉淀物進(jìn)行過濾；濾餅用作制備硫酸亞鐵得原料，濾液和沉淀鐵離子后的上層清液送入調(diào)節(jié)池中，用硝酸或鹽酸將其pH值調(diào)節(jié)至6.5?7.5后送入中轉(zhuǎn)池中；
[0013](2)、將中轉(zhuǎn)池中調(diào)節(jié)pH值后的上層清液先用石英砂層進(jìn)行過濾，過濾后的濾液再采用多級納濾系統(tǒng)或多級反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮，直至濃縮液中氯化鈣和硝酸鈣的濃度不低于30%后，再送至制酸車間，分離出的純水送回車間循環(huán)使用；
[0014]C，當(dāng)混合酸液為鹽酸和氟硅酸的混合酸液時，其處理步驟如下:(I)、將酸性洗水收集至中和池中，用輕質(zhì)碳酸鈣、石灰乳或磨細(xì)的生石灰粉將其PH值中和至6.0?7.0，然后將中和后的酸性洗水送至沉淀池中進(jìn)行沉淀，將沉淀物進(jìn)行過濾，制得氟硅酸鈣濾餅和濾液，收集氟硅酸鈣濾餅并進(jìn)行處理；
[0015](2)、將濾液和沉淀池中的上清液共同送入調(diào)節(jié)池中，用輕質(zhì)碳酸鈣、石灰乳或磨細(xì)的生石灰粉將其PH值調(diào)節(jié)至8.0?10.0，沉淀鐵離子，將沉淀物進(jìn)行過濾；濾餅用作制備硫酸亞鐵得原料，濾液和沉淀鐵離子后的上層清液送入調(diào)節(jié)池中，用鹽酸將其PH值調(diào)節(jié)至6.5?7.5后送入中轉(zhuǎn)池中；
[0016](3)、將中轉(zhuǎn)池中調(diào)節(jié)pH值后的上層清液先用石英砂層進(jìn)行過濾，過濾后的濾液再采用多級納濾系統(tǒng)或多級反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮，直至濃縮液中氯化鈣的濃度不低于30%后，再送至制酸車間，分離出的純水送回車間循環(huán)使用。
[0017]A和C的步驟(I)中利用氟硅酸鈣濾餅制備氟硅酸給車間使用，具體的步驟如下:將氟硅酸鈣濾餅收集后送至反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜的頂部安裝有一個帶閥門的排氣管，排氣管的一端與兩個以上的真空水吸收罐連接，真空水吸收罐的末端與酸霧吸收塔連接，吸收塔的上部出氣端與引風(fēng)機(jī)相連接；在反應(yīng)釜中加入水，開啟攪拌進(jìn)行打漿，然后依次開啟引風(fēng)機(jī)和反應(yīng)釜夾套的冷卻水，再向反應(yīng)釜中加入與氟硅酸鈣等當(dāng)量的濃硫酸，濃硫酸添加過程中反應(yīng)釜中溢出的HF和SiF4氣體經(jīng)過排氣管被真空水吸收罐中的吸收液吸收后生成氟硅酸溶液，當(dāng)氟硅酸溶液達(dá)到10%以上的濃度后再送給車間使用；濃硫酸添加完畢后關(guān)掉冷卻水，并向反應(yīng)釜中通入蒸汽，升溫到90?100度并保溫50?70分鐘后，再向反應(yīng)釜中加入水并打開出料閥，在攪拌的情況下將釜內(nèi)的物料送至板框壓濾機(jī)壓濾，制得濾餅和過濾液，洗滌濾餅，過濾液和后續(xù)的頭三遍洗滌濾餅的洗水作HF和SiF4氣體的吸收液用，之后洗滌濾餅的洗水直接送入中和池中用生石灰粉中和至中性，濾餅干燥后，作為水泥廠的輔料出售。
[0018]CaSiF6+H2S04 = CaSO4 I +SiF4 i +2HF ?
[0019]SiF4 ? +2HF ? +H2O 吸收一.^ H2SiF4溶液
[0020]A中步驟(3)中利用含硝酸鈣的濾液或濃縮液制備硝酸溶液供車間循環(huán)使用，具體方法如下:將硝酸鈣的濃度為20?50%的濾液或濃縮液放入上部帶有內(nèi)襯為碳化硅或氟材料的冷凝器以及內(nèi)襯為碳化硅或氟材料的反應(yīng)釜中，單次添加的濾液體積不超過釜內(nèi)容積的70%，開啟攪拌，并打開冷卻水閥通入冷卻水，在搪瓷反應(yīng)釜加入與硝酸鈣等當(dāng)量的濃硫酸，濃硫酸添加完畢后繼續(xù)攪拌30?60分鐘，用隔膜栗把搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)的料漿送至壓濾機(jī)壓濾，濾液收集至硝酸儲罐中，濾餅用水洗滌至中性，前三遍酸性洗水進(jìn)行收集，作為A的步驟(2)中用硝酸或氟硅酸調(diào)節(jié)pH值的工序中的酸液使用，