一、前言
隨著光纖通訊、微電子、太陽(yáng)能等行業(yè)的發(fā)展，高純石英砂作為重要的原料，其重要性日益凸顯。我們知道，想要獲得品質(zhì)超高的石英砂，就要對(duì)其進(jìn)行提純處理。
石英砂中雜質(zhì)元素會(huì)顯著影響石英產(chǎn)品的性能，其中鐵等過(guò)渡金屬會(huì)影響石英制品的光透過(guò)率和電導(dǎo)率；鉀、鈉等堿金屬雜質(zhì)含量過(guò)高會(huì)降低石英制品的耐高溫性能，進(jìn)而影響其熱穩(wěn)定性和光學(xué)特性。目前，石英砂提純方法有磁選、酸洗、浮選、微生物法和絡(luò)合法等。酸洗是石英礦提純必不可少的一步。酸洗是利用氫離子與礦相反應(yīng)，相較于單一類型酸，混酸能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，去除率高。
酸洗是石英選礦提純的重要工序之一，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用較為普遍，但酸洗廢液如何處理也是石英加工企業(yè)比較頭疼的問(wèn)題。
石英酸洗廢液處理的難點(diǎn)是氟離子的有效去除。氟是積累性毒物，植物葉子、牧草能吸收氟，牛羊食用這種污染的草料后，會(huì)引起關(guān)節(jié)腫大、骨質(zhì)疏松，甚至癱臥不起。人攝入過(guò)量氟會(huì)干擾酶的活性，破壞鈣、磷的代謝平衡，出現(xiàn)牙齒生斑、關(guān)節(jié)變形等癥狀的氟骨病。
二、石英砂酸洗廢液處理技術(shù)
2.1酸性廢水中和處理
一般采用廢水中和劑對(duì)酸性廢水進(jìn)行中和。廢水中和劑的選擇：選擇廢水中和劑時(shí)，不僅要考慮中和劑本身的溶解性、反應(yīng)速率、成本、二次污染、使用方法等因素，而且還要考慮中和產(chǎn)物的性質(zhì)。一般常用的廢水中和劑包括氫氧化鈉、石灰、復(fù)合堿、碳酸鈣等。其中氫氧化鈉易溶于水，溶解后呈澄清狀，易清理，但成本高；復(fù)合堿部分溶于水，溶解后有少量沉淀，少量沉淀易清理，且成本較低；石灰價(jià)格低廉且容易購(gòu)買(mǎi)，但使用石灰進(jìn)行中和會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，難以處理。碳酸鈣不溶于水，中和用的碳酸鈣的粒度要較細(xì)才能與酸性廢水有效反應(yīng)。
2.2廢水中氟離子的處理方法
2.2.1石灰沉淀法
石灰沉淀法處理工藝運(yùn)行成本低，是目前石英行業(yè)中去除酸性廢水中的氟離子使用最多的處理方法。通過(guò)投加石灰乳調(diào)節(jié)廢水pH值，同時(shí)使氟離子與鈣離子形成CaF₂沉淀。但在進(jìn)行操作時(shí)需注意以下：?jiǎn)为?dú)加入石灰乳作為化學(xué)沉淀劑時(shí)，生成CaF₂顆粒粒度細(xì)小，難以沉降，且濃度難以達(dá)到廢水氟離子排放標(biāo)準(zhǔn)。需要考慮加入混凝沉淀劑協(xié)助CaF₂的沉淀。
2.2.2吸附法
吸附法是應(yīng)用最廣泛的除氟方法，其既可直接用于低氟含量廢水處理，又可作為化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法處理后的深度處理。吸附法的優(yōu)點(diǎn)在于可以將氟離子含量降低到飲用水級(jí)別，但缺點(diǎn)主要是實(shí)際應(yīng)用中氟離子與廢水中其他共存的陰離子存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，吸附劑對(duì)氟離子必須具有優(yōu)先選擇性才可以。
活性氧化鋁過(guò)濾器吸附過(guò)濾是目前技術(shù)比較成熟，應(yīng)用最廣泛、有效的除氟方法。但在進(jìn)行操作時(shí)需注意以下：處理廢水中氟離子時(shí)，若氟離子在檢測(cè)池的濃度低已符合要求，可不用再進(jìn)行活性氧化鋁過(guò)濾器的過(guò)濾。
江蘇海普功能材料有限公司是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及其工藝應(yīng)用研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。江蘇海普功能材料有限公司是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及其工藝應(yīng)用研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。根據(jù)含氟廢水的特點(diǎn)，以及氟離子的理化特性，海普研發(fā)了系列高性能除氟吸附劑，除了可用于常規(guī)含氟廢水的達(dá)標(biāo)處理，也可用于高氟高鹽料液，滿足客戶生產(chǎn)需求。 一礦山企業(yè)，在開(kāi)采礦石過(guò)程中，產(chǎn)生氟含量為1.4 mg/L左右的地下水，該企業(yè)要求處理后廢水中氟含量低于0.5 mg/L，實(shí)驗(yàn)處理效果表明采用海普納米雜化除氟吸附劑產(chǎn)品進(jìn)行處理，廢水中的氟離子去除率穩(wěn)定在92%以上，出水中氟含量可以控制在0.5 mg/L以下。在保證達(dá)到客戶的要求的同時(shí)留有一定的安全余量，能有效防止入料廢水的水質(zhì)波動(dòng)造成出水不達(dá)標(biāo) 2.3廢水中鐵及重金屬離子的處理方法
中和沉淀法是目前應(yīng)用最廣泛的重金屬?gòu)U水處理方法，具有簡(jiǎn)單、易操作等特點(diǎn)。在含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng)，使重金屬生產(chǎn)不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法的操作簡(jiǎn)單，常用于處理廢水中的重金屬的方法。但在進(jìn)行操作時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：中和沉淀后，廢水中若pH值變高，需要使用沖洗水進(jìn)行稀釋，達(dá)到排放后才可進(jìn)行排放；廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有兩性金屬時(shí)，pH值偏高，可能會(huì)有再溶解傾向，因此需要嚴(yán)格控制pH值，實(shí)行分段沉淀；一般情況下，在酸性中和時(shí)就可以把鐵及重金屬離子進(jìn)行沉淀，不需要特別再加另外的中和工序。
海普?qǐng)F(tuán)隊(duì)針對(duì)特定重金屬離子的特點(diǎn)，利用螯合樹(shù)脂的特種功能基團(tuán)與重金屬離子形成絡(luò)合物的特性，實(shí)現(xiàn)重金屬離子的回收和利用。此類樹(shù)脂，對(duì)重金屬離子具有較高的選擇性，處理后的廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。 吸附法去除酸洗廢液中的金屬離子具有材料吸附容量大，運(yùn)行成本低，易于再生，使用壽命長(zhǎng)；設(shè)備運(yùn)行成本低，維護(hù)費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。能夠滿足環(huán)保要求，達(dá)標(biāo)排放（鎳含量≤0.1ppm，銅含量≤0.5ppm）。
2.4廢水中顆粒物的處理方法
廢水中顆粒物的處理一般采用沉淀混凝/絮凝法：絮凝劑可加速?gòu)U水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時(shí)也能去除部分溶解性有機(jī)物。這種方法具有投資少，操作簡(jiǎn)單，靈活等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于處理水量小，懸浮雜質(zhì)含量較大的廢水。常用的絮凝劑包括聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁（PAC）等。
聚丙烯酰胺（PAM）具有良好的絮凝性，可以加速懸浮物的沉降，且能夠促進(jìn)過(guò)濾等效果。同時(shí)降低液體之間的磨擦阻力，用量小但單價(jià)貴，處理成本高。
聚合氯化鋁（PAC）對(duì)污染嚴(yán)重或低濁度、高濁度、高色度的原水都具有良好的絮凝性；水溫低時(shí)仍可保持穩(wěn)定的混凝效果，且絮凝體形成快、沉降速度快，比硫酸鋁等產(chǎn)品處理能力大。對(duì)設(shè)備的腐蝕作用小，過(guò)量投加也不會(huì)造成水渾濁反效應(yīng)，且處理后pH和堿度下降較小。雖成本低，但使用量大，且形成的污泥松散、沉降速度慢，對(duì)廢水處理很難達(dá)到回用的要求。
在選擇絮凝劑時(shí)，若經(jīng)絮凝處理后的廢水還需要回收或回用，建議選擇PAM較好，避免絮凝劑中的離子影響回收/回用水的質(zhì)量。另外，需要考慮絮凝劑的性能（如分子量、適用環(huán)境等）及濃度要求。
綜上，直接排放酸洗廢液不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，同時(shí)也浪費(fèi)了酸洗廢液中的可循環(huán)利用的資源，這都不符合我國(guó)可持續(xù)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略要求，需對(duì)其進(jìn)行妥善和慎重的處理。