在石英和光纖行業(yè)，通常采用氫氟酸溶液對(duì)石英表面進(jìn)行刻蝕，發(fā)生如下反應(yīng)：
SiO2 + 4HF à SiF4 + 2H2O
4SiF4 + 3H2O +2HF à 3H2SiF6 + H2SiO2
一般采用40%的氫氟酸溶液進(jìn)行刻蝕，酸液循環(huán)使用，酸液刻蝕的有效成分自由酸濃度不斷降低，反應(yīng)速率下降，當(dāng)達(dá)到約15%時(shí)便無法使用，需要更換新酸，產(chǎn)生含有高濃度氟離子的廢酸。在正常刻蝕工藝結(jié)束后，光纖預(yù)制棒表面殘留的氫氟酸需要通過去離子水進(jìn)行清洗，因此，產(chǎn)生含有約2000 mg/L氟離子濃度的廢水。上述廢酸和廢水需要進(jìn)行處理，使氟離子達(dá)到小于10mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
該方法通過向含氟廢水中添加石灰溶液，使氟離子形成氟化鈣沉淀，以去除廢水中的氟離子。
2HF + Ca(OH)2 à CaF2↓ +2H2O
但是，由于溫度、水中的鹽分（如氯化鈉、硫酸鈉等會(huì)增大氟化鈣的溶解度——強(qiáng)電解質(zhì)效應(yīng)）、硅氟酸根以及磷酸根等都會(huì)影響氟離子的結(jié)溶解平衡，造成排放超標(biāo)。
因此，增加可溶性的鈣鹽，從而增加鈣離子濃度，促進(jìn)溶解平衡向結(jié)晶方向進(jìn)行，從而進(jìn)一步降低廢水中的氟離子濃度。
反應(yīng)生成的CaF2懸浮物顆粒表面往往帶正/負(fù)電荷斥力，阻止了顆粒的合并變大，添加混凝劑通過電荷、吸附、絡(luò)合等原理，使懸浮液體系中的顆?！懊摲€(wěn)”。且CaF2結(jié)晶非常細(xì)微（顆粒小于3um的約占60%），細(xì)微顆粒的沉降速度與顆粒粒徑平方成正比，沉降速度非常緩慢，需要在沉淀工藝前進(jìn)行絮凝操作，增加沉淀效率。同時(shí)，反應(yīng)結(jié)晶物的沉淀時(shí)間，對(duì)于廢水排放達(dá)標(biāo)起著關(guān)鍵性的作用。對(duì)于低氟濃度條件的氟化鈣沉淀反應(yīng)，誘導(dǎo)沉淀形成的氟化鈣晶核較難形成，因此，可回流加入沉淀池中的氟化鈣結(jié)晶污泥溶液；同時(shí)，還可降低沉淀反應(yīng)啟動(dòng)鈣濃度。
當(dāng)含氟廢氣洗滌塔中的NaF吸收溶液進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)時(shí)，一般設(shè)活性氧化鋁吸附，活性氧化鋁對(duì)[F-]的吸附是通過對(duì)NaF的化學(xué)吸附來實(shí)現(xiàn)的：Al2O3 + Na+ + F- àAl2O3?NaF
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圖1 好科科技沉淀法處理系統(tǒng) 圖2 微型沉淀法處理設(shè)備
傳統(tǒng)的廢酸中和處理消耗輔料較多，污泥量大，氟離子得不到充分應(yīng)用。好科科技通過將廢酸中的硅氟酸成分熱解成為氟離子，可以結(jié)晶生成具有市場(chǎng)利用價(jià)值的NaF產(chǎn)品，并且無污泥外排，減少藥劑耗量。
圖3 NaF結(jié)晶法物料平衡參考圖
好科科技通過該處理工藝可以從氫氟酸刻蝕廢酸中回收高純度高濃度的氫氟酸及白炭黑副產(chǎn)品。該處理工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品MAP通過熱分解形成可在該工藝中循環(huán)使用的磷酸氫鎂和氨氣，較大地減少了藥劑消耗成本。
該處理工藝，無需大量水分蒸發(fā)結(jié)晶，耗電量主要用于酸析時(shí)的維溫
以一家石英行業(yè)每周平均1立方的中等規(guī)模的刻蝕廢酸計(jì)，則相對(duì)廢酸外委的年收益約為60萬RMB。同時(shí)，該處理工藝相對(duì)于傳統(tǒng)工藝無污泥二次廢物產(chǎn)生，環(huán)境友好，社會(huì)環(huán)境附加價(jià)值更大。
好科科技期待著您的垂詢。
