Con el desarrollo de industrias como la comunicación de fibra óptica, la microelectrónica y la energía solar, la importancia de la arena de cuarzo de alta pureza como materia prima importante es cada vez más prominente. Sabemos que para obtener arena de cuarzo de alta calidad, es necesario purificarla.
Las impurezas en la arena de cuarzo pueden afectar significativamente el rendimiento de los productos de cuarzo, entre los cuales los metales de transición como el hierro pueden afectar la transmitancia de la luz y la conductividad de los productos de cuarzo; el contenido excesivo de impurezas de metales alcalinos como el potasio y el sodio puede reducir la resistencia a altas temperaturas de los productos de cuarzo, afectando así su estabilidad térmica y propiedades ópticas. En la actualidad, existen varios métodos para purificar la arena de cuarzo, incluida la separación magnética, el lavado con ácido, la flotación, el método microbiano y el método de complejación. El lavado con ácido es un paso esencial en la purificación del mineral de cuarzo. El lavado con ácido utiliza la reacción entre los iones de hidrógeno y las fases minerales. En comparación con un solo tipo de ácido, los ácidos mixtos pueden producir un efecto sinérgico y tener una mayor tasa de eliminación.
El lavado con ácido es uno de los procesos importantes para el beneficio y la purificación del cuarzo, que es ampliamente utilizado en la producción práctica. Sin embargo, cómo tratar el líquido residual de lavado ácido también es un dolor de cabeza para las empresas de procesamiento de cuarzo.
La dificultad para tratar el líquido residual de decapado de cuarzo es la eliminación eficaz de iones fluoruro. El flúor es una toxina acumulativa que puede ser absorbida por las hojas de las plantas y la hierba. Cuando las vacas y las ovejas consumen esta hierba contaminada, puede causar hinchazón de las articulaciones, osteoporosis e incluso parálisis. La ingesta excesiva de fluoruro puede interferir con la actividad enzimática, alterar el equilibrio metabólico del calcio y el fósforo y provocar síntomas como placa dental y deformidades articulares en la fluorosis.
2,1 Tratamiento de neutralización de aguas residuales ácidas
Generalmente, Los neutralizadores de aguas residuales se utilizan para neutralizar las aguas residuales ácidas. Selección de agente neutralizante de aguas residuales: Al elegir un agente neutralizante de aguas residuales, no solo se debe considerar la solubilidad, la velocidad de reacción, el costo, la contaminación secundaria y el método de uso del agente neutralizante en sí, pero también se deben tener en cuenta las propiedades del producto neutralizante. Los agentes neutralizantes de aguas residuales comúnmente utilizados incluyen hidróxido de sodio, cal, álcali compuesto, carbonato de calcio, etc. El hidróxido de sodio es fácilmente soluble en agua, y después de la disolución, se vuelve claro y fácil de limpiar, pero el costo es alto; El álcali compuesto es parcialmente soluble en agua, Y hay una pequeña cantidad de precipitación después de la disolución. Una pequeña cantidad de precipitación es fácil de limpiar y tiene un bajo costo; La cal es barata y fácil de comprar, pero el uso de cal para la neutralización genera una gran cantidad de residuos que son difíciles de tratar. El carbonato de calcio es insoluble en agua, y el tamaño de partícula del carbonato de calcio utilizado para la neutralización debe ser fino para reaccionar eficazmente con las aguas residuales ácidas.
Métodos de tratamiento 2,2 Para iones fluoruro en aguas residuales
2.2.1 Método de precipitación de Lima
El método de precipitación de cal tiene bajos costos operativos y actualmente es el método de tratamiento más utilizado en la industria del cuarzo para eliminar los iones de fluoruro de las aguas residuales ácidas. Al agregar leche de cal para ajustar el valor de pH de las aguas residuales, y al mismo tiempo, formar precipitado de CaF2 con iones de fluoruro e iones de calcio. Sin embargo, al llevar a cabo la operación, se debe prestar atención a lo siguiente: cuando la leche de cal se agrega sola como un precipitante químico, se generan partículas de CaF2 con un tamaño de partícula pequeño, que son difíciles de sedimentar, y la concentración es difícil de cumplir con el estándar de descarga de iones fluoruro para aguas residuales. Es necesario considerar la adición de precipitante de coagulación para ayudar en la precipitación de CaF2.
2.2.2 Método de adsorción
El Método de adsorción es el método más utilizado para la eliminación de fluoruro, que se puede utilizar directamente para el tratamiento de aguas residuales de Bajo fluoruro, así como para el tratamiento profundo después de la precipitación química y los métodos de precipitación de coagulación. La ventaja del método de adsorción es que puede reducir el contenido de iones de fluoruro al nivel de agua potable, pero la principal desventaja es que en aplicaciones prácticas, los iones fluoruro compiten con otros aniones coexistentes en las aguas residuales, y el adsorbente debe tener una selectividad prioritaria para los iones fluoruro.
La filtración de adsorción de filtro de alúmina activada es actualmente el método más maduro, ampliamente utilizado y eficaz para la eliminación de fluoruro. Sin embargo, al llevar a cabo la operación, se debe prestar atención a lo siguiente: al tratar iones de fluoruro en aguas residuales, si la concentración de iones de fluoruro en el tanque de detección es baja y cumple con los requisitos, no hay necesidad de volver a filtrar con un filtro de alúmina activada.
Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología dedicada a la investigación y desarrollo de adsorbentes de alto rendimiento, catalizadores y sus aplicaciones de proceso. Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología dedicada a la investigación y desarrollo de adsorbentes de alto rendimiento, catalizadores y sus aplicaciones de proceso. Basado en las características de las aguas residuales que contienen flúor y las propiedades fisicoquímicas de los iones fluoruro, Haipu ha desarrollado una serie de adsorbentes de eliminación de fluoruro de alto rendimiento. Además de usarse para el tratamiento estándar de aguas residuales convencionales que contienen flúor, también se pueden usar para soluciones de alimentación con alto contenido de fluoruro y sal para satisfacer las necesidades de producción de los clientes.
Figura 1 Flujo del proceso de tratamiento de adsorción de aguas residuales que contienen flúor
Una empresa minera produce agua subterránea con un contenido de fluoruro de aproximadamente 1,4 mg/L durante el proceso de extracción de mineral. La empresa requiere que el contenido de fluoruro en las aguas residuales tratadas sea inferior a 0,5 mg/L. Los resultados del tratamiento experimental muestran que el uso de productos adsorbentes de eliminación de fluoruro nano híbridos de Haipu para el tratamiento puede estabilizar la tasa de eliminación de iones de fluoruro en las aguas residuales a más de 92%, Y el contenido de fluoruro en el efluente se puede controlar por debajo de 0,5 mg/L. Mantener un cierto margen de seguridad al tiempo que garantiza el cumplimiento de los requisitos del cliente puede evitar eficazmente que las fluctuaciones de la calidad del agua en las aguas residuales entrantes provoquen efluentes deficientes
Comparación de datos de agua cruda y efluentes adsorbidos
| Contenido de flúor en agua cruda | Contenido de flúor en efluentes | Tasa de eliminación |
| 1,4 mg/L | 0,04 mg/L | 97.14% |
| 1,4 mg/L | 0,10 mg/L | 92.86% |
| 1,4 mg/L | 0,08 mg/L | 94.28% |
Métodos de tratamiento 2,3 Para iones de hierro y metales pesados en aguas residuales
El método de precipitación de neutralización es actualmente el método de tratamiento de aguas residuales de metales pesados más utilizado, que tiene las características de simplicidad y facilidad de operación. Añadiendo álcali a las aguas residuales que contienen metales pesados para la reacción de neutralización para separar la forma de precipitación de hidróxido insoluble de los metales pesados. El método de precipitación de neutralización es fácil de operar y se usa comúnmente para tratar metales pesados en aguas residuales. Sin embargo, al realizar la operación, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos: después de la neutralización y la sedimentación, si aumenta el valor de pH en las aguas residuales, debe diluirse con agua de descarga antes de que se pueda realizar la descarga; A menudo, hay múltiples metales pesados que coexisten en las aguas residuales. Cuando las aguas residuales contienen metales anfóteros, el valor del pH puede ser alto y puede haber una tendencia a la RE disolución. Por lo tanto, es necesario controlar estrictamente el valor de pH e implementar la precipitación segmentada; En general, los iones de hierro y metales pesados pueden precipitarse durante la neutralización ácida sin necesidad de procesos de neutralización adicionales.
El EQUIPO DE Haipu apunta a las características de iones de metales pesados específicos y Utiliza los grupos funcionales especiales de resinas quelantes para formar complejos con iones de metales pesados, logrando la recuperación y utilización de iones de metales pesados. Este tipo de resina tiene una alta selectividad para los iones de metales pesados, y las aguas residuales tratadas pueden cumplir con los estándares de descarga.
Figura 3 Flujo del proceso de tratamiento de adsorción de aguas residuales que contienen iones metálicos
El Método de adsorción para eliminar iones metálicos de aguas residuales de decapado ácido tiene las ventajas de una gran capacidad de adsorción de material, bajo costo de operación, fácil regeneración y larga vida útil; el equipo tiene las características de bajo costo de operación, bajo costo de mantenimiento y operación simple. Puede cumplir con los requisitos de protección ambiental y cumplir con los estándares de emisión (contenido de níquel ≤ 0,1 ppm, contenido de cobre ≤ 0,5 ppm).
Métodos de tratamiento 2,4 para partículas en aguas residuales
El tratamiento de partículas en aguas residuales generalmente adopta el método de coagulación/floculación de sedimentación: los coagulantes pueden acelerar la agregación y sedimentación de partículas sólidas en aguas residuales y también eliminar parte de la materia orgánica disuelta. Este método tiene las ventajas de baja inversión, operación simple y flexibilidad, y es particularmente adecuado para tratar aguas residuales con un pequeño volumen de agua y un alto contenido de impurezas en suspensión. Los coagulantes comunes incluyen poliacrilamida (PAM), cloruro de polialuminio (PAC), etc.
La poliacrilamida (PAM) tiene buenas propiedades de floculación, que pueden acelerar la sedimentación de sólidos en suspensión y promover la filtración y otros efectos. Reducir simultáneamente la resistencia a la fricción entre líquidos, con una dosis pequeña pero alto precio unitario y alto costo de procesamiento.
El CLORURO DE polialuminio (PAC) tiene buenas propiedades de floculación para agua cruda con contaminación severa o baja turbidez, alta turbidez y alta cromaticidad; Cuando la temperatura del agua es baja, el efecto estable de la coagulación todavía se puede mantener, y la formación de flocs es rápida y la velocidad de sedimentación es rápida, Que tiene una mayor capacidad de procesamiento que productos como el sulfato de aluminio. El efecto de corrosión en el equipo es pequeño, turbidez del agua no causará excesiva y la adición o efectos adversos, y el pH y la alcalinidad disminuyen ligeramente después del tratamiento. Aunque el costo es bajo, el uso es grande y el lodo formado está suelto y la velocidad de sedimentación es lenta, lo que dificulta el cumplimiento de los requisitos para el tratamiento y la reutilización de aguas residuales.
Al seleccionar coagulantes, si las aguas residuales tratadas por floculación aún deben recuperarse o reutilizarse, se recomienda elegir PAM para evitar que los iones en el floculante afecten la calidad del agua recuperada/reutilizada. Además, se deben considerar el rendimiento (como el peso molecular, el medio ambiente aplicable, etc.) y los requisitos de concentración del floculante.
En resumen, la descarga directa del líquido residual de decapado ácido no solo plantea graves peligros ambientales, sino que también desperdicia los recursos reciclables en el líquido de desecho de decapado ácido, que no cumple con los requisitos estratégicos del desarrollo verde sostenible en China y debe tratarse de manera adecuada y cuidadosa.
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