獨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%。獨居石一般以單體獨居石和氟碳鈰礦共生存在。獨居石礦化學(xué)式表示為(La～Lu，Y)PO4，同時含有ThO2和U3O8，ThO2含量可高達(dá)12%，因此具有放射性。獨居石結(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，再做進(jìn)一步分離。獨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)前研究的熱點之一。

　　獨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。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稀土礦獨居石堿性含氟廢水處理的報道。實驗采用工業(yè)廢棄物電石渣處理獨居石堿性含氟廢水，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、震蕩攪拌時間、不同堿度對除氟率的影響。結(jié)果表明用電石渣處理獨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、實驗

　　1.1 主要儀器

　　YP2001型電子天平，PHS-3C數(shù)顯臺式酸度計PXS-215型離子活度計，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。實驗用水均為二次蒸餾水。

　　1.3 實驗原理和方法

　　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。實驗使用的堿性含氟廢水來自獨居石冶煉產(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。因此，對催化劑進(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，然而部分砷化物會進(jìn)入到溶液當(dāng)中，對環(huán)境有一定的危害，無法直接排放，因此要對含砷的廢液進(jìn)行進(jìn)一步處理，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)，可進(jìn)一步采用鐵鹽沉淀法，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值的廢水，工業(yè)化程度較低。微生物法具有經(jīng)濟高效且無害化的優(yōu)點，被認(rèn)為是具有發(fā)展前途的方法，但在實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，無疑會對環(huán)境又造成了二次污染。同時，考慮將脫砷處理后的廢水循環(huán)利用于整個催化劑再生體系，實現(xiàn)循環(huán)再利用以降低生產(chǎn)成本。所以，本文對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。