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1、有机氟工业2007年第4期Organo-FluorineIndustry49安全与环保含氟盐酸脱氟技术罗齐新郑丽娟(浙江蓝天环保高科技股份有限公司,浙江杭州310023)摘要:介绍了用沉淀法除去含氟盐酸中氟化物的方法原理、工艺条件试验以及处理后盐酸的腐蚀性等情况。试验结果表明:采用自制的沉淀剂,在合适的工艺条件下,沉淀法可将盐酸中不同质量浓度的氟离子一次降低到0.1%以下。处理后氟的腐蚀性大大降低。这为进一步的安全使用及拓宽应用创造了条件。关键词:含氟盐酸;脱氟1引言酸中绝大部分氟化物,最终将
2、盐酸中氟质量分数控制在最小的范围内,从而达到脱氟目的。含氟盐酸是氟化工企业都面临的大吨位副产2.1沉淀剂的选择依据物。这种含有百分之零点几到百分之十几的氟离子理论上最有可能与氟形成难溶化合物的物质、的副产盐酸,直接出售或经中间经销商转售分散卖有碱土金属化合物及其矿物、硅化合物及其矿物、稀给用户后,因有的用户使用方法不正确就有可能造土物质等。碱土金属化合物中以氟化钙的溶解度为成设备腐蚀、泄漏等安全隐患及事故;有的用户利用最小,首选物质是既能提供钙元素又不带入其他杂后排放不达标含氟废水,引起周边环境氟污染等,从质的化合物,如CaO、Ca
3、Cl2、CaCO3、Ca(OH)2等。而引发了安全环保等问题。离子反应方程式如下:由于氟氯元素化学性质活泼,其化合物大多可–2+2F+CaCaF2溶,要将氟离子从其混合物中分离出来并非易事。选择硅化合物依据,是能与氟在盐酸中形成氟为此,针对这种含氟盐酸选择沉淀法进行了脱氟试硅酸,再与所配加的碱金属离子进一步形成氟硅酸验。结果表明,采用自制的沉淀剂,在合适的工艺条盐沉淀并分离之,从而除去氟化物。首选物质是纯件下,可将盐酸中不同质量浓度的氟离子一次降低度高的二氧化硅,如石英粉、硅胶等。其形成沉淀物到0.1%以下。处理后氟的腐蚀性大大降低
4、,这为的反应过程如下:进一步的安全使用及拓宽应用创造了条件。4HF+SiO2SiF4+2H2O3SiF4+4H2O2H2SiF6+SiO22H2O2沉淀法脱氟H2SiF6+2MClM2SiF6+2HCl含氟盐酸中氟以稀的氢氟酸形式存在,并与盐选用矿物材料,是设想氟与矿物材料中硅化合酸形成共沸物。采用蒸馏法是很难将其分离开来物及钙化合物形成混合沉淀物,以及利用矿物材料的。采用其他如吸附法、离子交换法、有机溶剂萃取具有的孔状结构,起到吸附与助滤的双重作用。法等,脱去这样高浓度的氟也是不现实的,唯有沉淀稀土物质与氟能形成在酸中溶解性很小
5、的沉淀法才有可能实现这一目标。物。但因稀土材料来源不广,价格又高,故只在经上任何一种与氟形成的难溶化合物,在水中均有述方法沉淀后再经其处理,期望进一步除去微量氟。一定溶解度,更何况在强酸中。因此,研究的主要内2.2选择试验与结果容就是选择不同的物质,与氟形成沉淀物。再比较试验采用氟离子质量分数为3.80%的含氟盐这些沉淀物在强酸中溶解度的大小、分离难易程度酸。使用上述不同物质的沉淀脱氟试验,结果列于等。从中找出符合工艺要求的脱氟物质,以除去盐表1。有机氟工业50Organo-FluorineIndust
6、ry2007年第4期表1不同沉淀剂脱氟性能比较结果增加而提高。因此,适当过量对除氟有利。用量选脱除前脱除后脱氟率沉淀物择为理论量过量5%左右为宜。物质名称备注--/%形态F/%F/%3.2时间的影响CaO3.800.1197.1胶态沉淀时间影响试验结果见表3。沉CaCl23.800.1795.5胶态从表3可以看出,4h之内氟离子质量分数变化淀石英粉3.800.4987.10晶体缓慢,故搅拌反应时间不需要很长。但延长静置时剂滑石粉3.802.3338.70胶态间有利于氟离子质量分数进一步降低,静置时间在沉A3.800.1596.05
7、晶体配制16h左右氟离子质量分数最低。实践证明,以氟化钙沉淀形式除氟,所用钙化合表3静置时间对除氟效果的影响物均可达到较好的除氟效果。氟化钙在盐酸中不会-编号静置时间/minF/%备注分解。其具有反应速率快、原料价廉易得、副产氟化150.115室温32!钙纯度高、用无水氯化钙还有提高盐酸质量浓度等2600.109优点。但最大缺点是形成的胶状氟化钙,沉淀慢,分31200.105离困难。42400.104以氟硅酸盐沉淀形式除氟,由于石英粉与氟的516h0.064过一夜溶解反应及其进一步与氯化钠沉淀反应都是液固相632h0.078过
8、二夜反应。反应速率受表面扩散作用影响,实际反应进3.3温度的影响行得很慢,要进行快速沉淀反应就很困难。温度对液相中氟离子质量分数的影响,主要是其他活性较好的二氧化硅、硅胶、白炭黑(水合温度对沉淀物溶解性影响引起的。用同
