氟污染控制及其綜合利用[權(quán)威資料]

氟污染控制及其綜合利用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 【摘 要】氟化物是當(dāng)今重要的污染物，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放了大量的氟污染物。由于其巨大的危害性，氟的污染和回收利用問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。本文首先敘述了氟的基本性質(zhì)和氟污染物形成及其對(duì)環(huán)境的影響，綜述了含氟氣體和含氟廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。最后，重點(diǎn)介紹了稀土冶煉和磷化工行業(yè)氟污染物綜合回收利用的途徑。 【關(guān)鍵詞】氟；污染物；控制方法；綜合利用 1 前言 氟是人體必需的微量元素之一，自然界的氟都是以化合物的形式存在的，主要的含氟礦物有螢石（ CaF2）、磷灰石等。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，氟污染物是以各種形態(tài)的氟化物排出的。由于其巨大的危害性，目前我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于大氣、水體以及工業(yè)生產(chǎn)車間中有關(guān)于含氟量的相應(yīng)規(guī)定 1。本文對(duì)目前含氟廢氣和廢水的治理、氟污染物物綜合利用現(xiàn)狀及進(jìn)展情況進(jìn)行了綜述。 2 氟的基本性質(zhì)及其污染的控制方法 在距今 100 多年的 1886 年， Henri Moisson 首次人工制得氟。氟是一種極其活潑的元素，在元素周期表 中列第九位，常溫下為淡黃色氣體，其原子量為 18.9984，比重1.31，在自然界中的分布度占第 16 位。 含氟礦物廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，以其為主要原料或輔助原料的工業(yè)生產(chǎn)中，氟將從礦物中分解而進(jìn)入環(huán)境，造成氟污染。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)生產(chǎn)中氟的污染物控制可以從兩方面著手，首先是降低生產(chǎn)用原料中的含氟量，這樣就可以減少生產(chǎn)過(guò)程中氟的排放量，從而從生產(chǎn)源頭控制氟污染；二是控制氟的排放，對(duì)派出的含氟物質(zhì)通過(guò)物理、化學(xué)等手段進(jìn)行收集，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的含氟化合物并以此作為產(chǎn)品，從而以消除其對(duì)環(huán)境的影響。通常所說(shuō)的氟污 染控制主要是通過(guò)降低氟的排放量并將其充分回收利用，從而產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。 3 氟污染的治理 3.1 大氣氟污染治理工藝 3.1.1 干法除氟 顧名思義干法除氟主要是針對(duì)含氟氣體的，利用堿性氧化物固體表面的理化性質(zhì)，將含有利用 HF、 SiF4 含氟污染物的氣體進(jìn)行吸附，然后再利用煙氣除塵技術(shù)使之去除。按吸附劑的不同干法除氟可以劃分為 Al2O3 法、 CaO 法和 CaCO3法等多種方面，其中 Al2O3 法在鋁電解行業(yè)中廣泛使用。干法除氟具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、除氟效率高（可達(dá) 98%） 、不存在廢水二次污染等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是含氟物質(zhì)很難加以利用。 3.1.2 酸法除氟 酸法除氟是在液相中完成的，其工藝一般是采用水做吸收劑，含氟物質(zhì)和水反應(yīng)生成氫氟酸和氟硅酸，生成的含氟吸收液達(dá)到一定濃度以后再加以回收利用或中和處理。為了提高吸收效率，一般酸法除氟工藝采用二級(jí)或三級(jí)串聯(lián)吸收工藝，吸收塔有文氏塔、填料塔等多種選擇。該法具有除氟效率高、操作彈性大、吸收劑價(jià)廉易、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。 3.1.3 堿法除氟 堿法除氟是采用含堿性物質(zhì)的吸收液吸收煙氣中含氟物質(zhì)的方法，常用 的堿性物質(zhì)有 NH4OH、 NaOH、 Na2CO3 等。堿法除氟一般采用二級(jí)吸收并結(jié)合廉價(jià)的石灰做中和劑，其優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、除氟效率高等，但同時(shí)也存在設(shè)備結(jié)垢的問(wèn)題。 3.2 含氟廢水的處理 3.2.1 傳統(tǒng)處理方法 工業(yè)上，相關(guān)礦業(yè)的開(kāi)采、電解鋁、有色金屬和電子行業(yè)的生產(chǎn)中常常會(huì)排放不同濃度的含氟廢水，因此造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，按照國(guó)家的環(huán)保要求，必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。目前含氟廢水的處理方法有吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等 2-4。根據(jù)廢水中含氟濃度的高低，其處理方法也 各有不同，具體見(jiàn)表 3-1。 3.2.2 含氟廢水處理的最新進(jìn)展 除此之外，近年來(lái)含氟廢水處理方法又出現(xiàn)了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。值得一提的是，隨著材料科技的發(fā)展，絮凝劑加入到含氟廢水的處理中，采用的化學(xué)沉淀絮凝法處理不但除氟效果好，速度快，而且成本低廉，易于推廣。下面就介紹幾種含氟廢水最新的處理方法。 3.2.2.1 電凝聚法 電凝聚法一般用于處理低含量的含氟廢水，其原理是將電極置于含氟廢水中，通直流電，使電極電離出鋁鎂金屬離子的活性絮狀沉淀 來(lái)吸附含廢水中的氟離子。該法處理后無(wú)污染，且設(shè)備簡(jiǎn)單，可連續(xù)生產(chǎn)。 3.2.2.2 電滲析法 在外加電場(chǎng)的作用下，電滲析法通過(guò)用選擇透過(guò)性膜，使氟離子及水中其它礦物離子都被遷移而除去。這種方法操作簡(jiǎn)單，除去氟離子同時(shí)也能除去其他金屬礦物離子。 3.2.2.3 液膜法 液膜法就是由一種表面活性劑構(gòu)成膜溶液，隔開(kāi)兩個(gè)不混溶相，使得料液中特定的離子通過(guò)液膜被萃取到反萃相中。本法對(duì)離子有高選擇性，速度快，處理量大，而且能處理稀溶液。 3.2.2.4 絮凝法 絮凝 法一般結(jié)合化學(xué)沉淀法，在其沉淀的基礎(chǔ)上加入天然高分子絮凝劑，使得含氟絮狀沉淀更高效的沉降，從而達(dá)到快速除去水中含氟物質(zhì)的作用。 3.3 氟污染的回收利用 3.3.1 稀土冶煉過(guò)程中含氟氣體的綜合利用 在稀土的濕法冶煉中，氟以不同形式存在于中間產(chǎn)品或廢氣、廢水、廢渣中。硫酸焙燒是用于稀土精煉常用的工藝，通過(guò)焙燒煙氣中含有很高的含氟物質(zhì)，這些含氟煙氣先經(jīng)沉渣室和焦子塔除去部分煙塵和硫酸霧，然后經(jīng)兩級(jí)吸收將煙氣中大部分的氟及硫酸吸收掉，殘余的硫酸霧、氟以及部分二氧化硫由第三級(jí)吸收塔的堿性 吸收液洗滌凈化，凈化后煙氣需經(jīng)除霧后排出。 3.3.2 磷化工行業(yè)中氟的綜合利用 在濕法磷酸及磷肥生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)用硫酸分解磷礦粉時(shí)，氟將以氣體 HF 和 SiF4 的形式大量逸出，對(duì)環(huán)境危害極大，如能有效利用這部分氟資源，則不但解決了磷化工行業(yè)污染排放問(wèn)題，更能有效緩解我國(guó)氟資料緊張狀況，達(dá)到一舉兩得的目的。 1）以氟硅酸為原料生產(chǎn)氫氟酸。 氟硅酸最具開(kāi)發(fā)前景的方向是生產(chǎn)氫氟酸和無(wú)水氟化氫。由氟硅酸生產(chǎn)氟化氫的工藝路線由氟硅酸轉(zhuǎn)化的氟化物不同而生產(chǎn)工藝各異。但是這種工藝存在諸如硫酸 耗量大、氟硅酸加熱氟損失、設(shè)備投資大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問(wèn)題。 2）云天化國(guó)際濕法磷酸復(fù)產(chǎn)氟硅酸生產(chǎn)氫氟酸聯(lián)產(chǎn)白炭黑工藝。 濕法磷酸生產(chǎn)副產(chǎn)大量的氟硅酸，利用氟硅酸作為中間產(chǎn)品，可以生產(chǎn)白炭黑、氟化銨、氟化氫銨等多種產(chǎn)品，過(guò)程分多步進(jìn)行。這套工藝的關(guān)鍵在于控制每一步的氨化條件，調(diào)整白炭黑聚集體形貌與比表面積，從而生產(chǎn)出高活性的白炭黑。此外氟硅酸中氟資源全部轉(zhuǎn)化為高附加值的氫氟酸產(chǎn)品，使得這套工藝具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，為磷化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)開(kāi)辟了新的路子 5。 4 結(jié)束語(yǔ) 由于氟污染有其巨 大的危害性，氟的污染問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注，針對(duì)氟氣體污染物、含氟液體污染物的不同，氟污染的治理工藝也有所不同。 1）氣體除氟工藝主要分為干法和濕法，而濕法工藝又由于吸收劑性質(zhì)的不同分為酸法和減法兩種除氟工藝，其具有除氟效率高、成本低廉的優(yōu)勢(shì)。 2）在處理含氟廢水方面，根據(jù)廢水中含氟濃度的高低，傳統(tǒng)的處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等。近年來(lái)又出現(xiàn)了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。 3）氟污染物綜合利用方面，重點(diǎn)介紹了磷肥生產(chǎn)過(guò)程中的氟廢氣的綜 合利用，其主要利用途徑是將生產(chǎn)過(guò)程中排放的 HF 和 SiF4 氣體先用水吸收制成氟硅酸溶液，以此為中間產(chǎn)品進(jìn)一步制取相應(yīng)的高附加值氟化工產(chǎn)品，對(duì)于提高企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起到巨大的推動(dòng)作用。 【參考文獻(xiàn)】 1 楊 .大氣氟污染治理技術(shù) .城市環(huán)境與城市生態(tài)J， 2000， 13（ 6）： 35-38. 2 劉詠，龍炳清，趙仕林 .稀土礦石濕法冶煉中氟污染的治理技術(shù)探討 .甘肅環(huán)境研究與檢測(cè) J， 2001， 14（ 1）： 58-63. 3 張玲，薛學(xué)佳，周鈺明 .含 氟廢水處理的最新研究進(jìn)展 .化工時(shí)刊 J， 2004， 18（ 12）： 16-18. 4 李金城，張華，徐立威等 .酸性高濃度含氟廢水處理技術(shù) .化工環(huán)保 J， 2003， 23（ 1）： 28-31. 5 李志祥 .濕法磷酸復(fù)產(chǎn)氟硅酸生產(chǎn)氫氟酸與白炭黑的工藝技術(shù) .磷肥與復(fù)肥 J， 2008， 23（ 4）： 52-54. 文檔資料：氟污染控制及其綜合利用 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :新景 80117 遠(yuǎn)距離供電設(shè)計(jì)分析 談煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及可靠性分析 北京高校電子屏 “ 云平臺(tái) ” 建立可行性研究 推進(jìn)圖書館數(shù)字資源公共獲取的 DRM 規(guī)制策略研究 煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障分析及維護(hù) 地震作用下火力發(fā)電廠鋼煤斗與主廠房的動(dòng)力相互作用研究 關(guān)于火力發(fā)電廠脫硝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面設(shè)備快速回撤技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐 新型無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)的研究應(yīng)用 小型水電站遠(yuǎn)端集中控制運(yùn)行管理模