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本课题以湖北大冶有色金属公司冶炼烟气制酸装置中烟气净化工段产生的600t/d的含氟废酸(其中氟离子浓度为11490mg/L,总砷浓度为2531mg/L)为研究对象,研究出“砷利用工序—氟利用工序—尾酸处理工序”的综合利用技术,即“沉淀—还原—结晶—合成—中和—絮凝”的一体化工艺,最终产品有:冰晶石、三氧化二砷。本论文着重研究“氟利用工序—尾酸处理工序”两个过程。在氟利用工序中,以流态化诱导结晶为核心技术,通过自行创造设计的流态化结晶反应器,开展了从含氟废酸中回收氟制备高分子比砂状冰晶石的研究。总课题通过“砷利用工序”研究处理后的废酸组分为:氟离子的浓度为10260mg/L,总砷的浓度为45.2mg/L。通过控制装置废酸流量为3L/h、硫酸铝药剂流量为0.3L/h、回流流量为15L/h、投加晶种150g、调节废酸pH为4、硫酸铝投加量为Al:F=1:6、反应温度为40℃,进行连续化合成反应,装置运行稳定时,氟离子的去除率可达94.9%,出水氟离子的浓度降至480mg/L,制得的冰晶石产品分子比为2.82,质量能够达到GB/T4291-2007的要求,当运行时间达10h时,可制得平均粒径为120μm的砂状冰晶石。在尾酸处理工序中,采用两段“中和沉淀+絮凝沉淀”的方法,一段处理按照2.0g/L的投加量加入七水合硫酸亚铁,用石灰乳调节pH至10.0;二段处理按照0.8g/L的投加量加入七水合硫酸亚铁,用石灰乳调节pH至9.0,并按照0.3g/L的投加量加入质量分数为1%的PAC溶液。经处理后,含氟尾酸中的氟降至5.4mg/L、As降至0.27mg/L,出水水质稳定达到GB 25467-2010《铜、钴、镍工业污染物排放标准》的要求。在小试研究的基础上,设计了一套300L/h(即2628t/a)的含氟废酸综合利用一体化装置,并开发了仿真软件,经可行性研究论证:其工艺具备技术先进、可操作性强、经济合理、环保节能等特点,含氟废酸总运行费用为32.138万元/年,冰晶石、三氧化二砷的销售收入为35.111万元/年,利润为2.973万元/年,“砷利用工序——氟利用工序——尾酸处理工序”的综合利用技术具有良好的环境效益和经济效益。