獨(dú)居石是一種含稀土磷酸鹽礦物，是重要的稀土礦物，約占世界稀土總量的28%。獨(dú)居石一般以單體獨(dú)居石和氟碳鈰礦共生存在。獨(dú)居石礦化學(xué)式表示為(La～Lu，Y)PO4，含有ThO2和U3O8，ThO2含量可高達(dá)12%，具有放射性。獨(dú)居石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在高溫下也極不容易分解，工業(yè)上常采用堿溶液分解和濃硫酸分解兩種方法。堿溶液分解法可使釷和鈾的氫氧化物形式分離出來，而濃硫酸分解法則是將稀土元素溶解進(jìn)入溶液中，再做分離。獨(dú)居石礦以堿溶液分解工藝為主，硫酸焙燒工藝存在的主要問題是焙燒過程中產(chǎn)生HF及SO2等有害氣體。檢測發(fā)現(xiàn)，堿工藝冶煉獨(dú)居石產(chǎn)生的廢水中含氟量達(dá)600mg/L，超出了國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(10mg/L)。堿性稀土含氟廢水除氟是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

　　獨(dú)居石冶煉廢水成分復(fù)雜、污染物種類多且嚴(yán)重、存在的形態(tài)容易分生變化、具有腐蝕作用、治理難度大等特點(diǎn)。氟在溶液中一般認(rèn)同是酸性廢水中氟以HF形式存在，堿性廢水中則以F-形式存在，實(shí)際排放廢水中氟含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢測數(shù)據(jù)。目前處理含氟廢水的方法主要有吸附法、電凝聚法、反滲透膜、離子交換法、化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法等。目前稀土礦尚未有對(duì)稀土礦獨(dú)居石堿性含氟廢水處理的報(bào)道。實(shí)驗(yàn)采用工業(yè)廢棄物電石渣處理獨(dú)居石堿性含氟廢水，并研究了堿性廢水中氟離子濃度與pH值關(guān)系，電石渣加入量、震蕩攪拌時(shí)間、不同堿度對(duì)除氟率的影響。結(jié)果表明用電石渣處理獨(dú)居石堿性含氟廢水得到了比較滿意的效果，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于堿性含氟廢水處理。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 主要儀器

　　YP2001型電子天平，PHS-3C數(shù)顯臺(tái)式酸度計(jì)PXS-215型離子活度計(jì)，SHA-C水浴恒溫振蕩器，ESIDA-H-42電熱鼓風(fēng)干燥箱。

　　1.2 試劑

　　鹽酸(分析純)，鹽酸(1∶1)：分別量取250mL蒸餾水和濃鹽酸置于500mL試劑瓶中，搖勻備用。氫氧化鈉(分析純)，氫氧化鈉溶液(2mol/L)：稱取40.0g氫氧化鈉，用水定容于500mL試劑瓶中，搖勻備用。實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)原理和方法

　　電石渣是電石水解獲取乙炔氣后的廢渣，主要成分有Ca(OH)2、CaO、CaS、Ca3N2、Ca3P2、Ca2Si等，電石渣中的鈣離子和堿性含氟廢水中氟離子反應(yīng)生成難溶的氟化鈣，從而達(dá)到除氟的目的。實(shí)驗(yàn)使用的堿性含氟廢水來自獨(dú)居石冶煉產(chǎn)生的廢水，含氟離子濃度為584.3mg/L，pH=11.8。電石渣中鈣的含量為60%，采用離子選擇性電極法在PXS-215型離子活度計(jì)上測定F-的含量。

　　火電廠排放的氮氧化物(NOX)是大氣污染物之一。蜂窩式催化劑作為選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)的核心，大部分火電廠多采用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硝處理以降低氮氧化物的排放量。砷中毒是造成催化劑失活的主要原因之一，由于燃煤鍋爐中含微量的砷，在高溫?zé)煔庵猩橐詺鈶B(tài)As2O3形式存在，煙氣中揮發(fā)性的氣態(tài)砷分子相對(duì)于催化劑空隙而言較小，容易進(jìn)入催化劑的孔隙造成催化劑砷中毒導(dǎo)致失活，從而降低了催化劑的使用壽命。對(duì)催化劑進(jìn)行脫砷處理使其再生利用具有重要意義，采用超聲波場下堿浸脫砷的方法能很好的脫除催化劑中的砷化物，部分砷化物會(huì)進(jìn)入到溶液當(dāng)中，對(duì)環(huán)境有一定的危害，無法直接排放，要對(duì)含砷的廢液進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放，環(huán)境友好。目前，含砷廢水的處理方法有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法和液相萃取法以及新興的具有發(fā)展前途的微生物法等。對(duì)于砷含量較高的酸性廢水，采用化學(xué)沉淀法中的硫化法沉淀砷，可去除廢水中約99.9%以上的砷，形成以As2S3為主要成分且含量較高的含砷廢渣，有利于綜合利用。對(duì)于酸度較低的廢水，若用硫化法沉淀砷后廢水中的砷含量不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可采用鐵鹽沉淀法，并經(jīng)老化處理，生成的砷酸鐵鹽廢渣可以長期堆存，對(duì)環(huán)境污染影響較小。

　　廢液脫砷方法中，化學(xué)沉淀法是多種處理方式的綜合處理，但由于其需加入大量的化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的大量二次污染廢渣較難處理。物化法只能低批量處理濃度較低且成分單一具有有較高回收價(jià)值的廢水，工業(yè)化程度較低。微生物法具有經(jīng)濟(jì)高效且無害化的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是具有發(fā)展前途的方法，但在實(shí)際操作中適合的菌類較難尋找且在處理工程中影響因素較多。隨著越來越多的催化劑生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注催化劑再生問題，再生處理過程中產(chǎn)生的含砷廢水若不加以處理，無疑會(huì)對(duì)環(huán)境又造成了二次污染。考慮將脫砷處理后的廢水循環(huán)利用于整個(gè)催化劑再生體系，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用以降低生產(chǎn)成本。本文對(duì)含砷廢水中的砷化物脫除進(jìn)行研究，旨在探索出一種切實(shí)可行的工藝方法，達(dá)到國家處理廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L的要求。