氟废气的综合利用

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net含氟废气的综合利用王敏(辽宁省辽中县辽河化工厂,辽宁辽中110200)摘要:论述了含氟废气的来源及对生物体的危害,介绍了含氟废气综合利用的途径,并根据我国的实际情况,提出了综合治理含氟废气的建议。关键词:氟废气;来源;危害;利用1前言在工业生产中,有许多装置排放大量的含氟废气,如:炼铝厂的电解炉、磷肥厂的混合器及反应器、玻璃制造中的电熔融炉、炼钢转炉和电炉等。这些废气来源广、数量大、含尘量高,净化处理及综合利用比较困难。我国自20世纪60年代起开始进行治理与利用的研究并取得了一定的效果。据了解,大多数企业采用经水吸收后排空工艺。产生的低浓度氟硅酸因无法利用而排放,造成二次污染。只有大型厂和部分中小型厂采用氟硅酸钠法回收氟气,回收率也只有40%～65%,回收率大于75%的是极少数[1]。目前大部分氟气废气没有很好地综合利用,而排放到大气中。氟虽是人体和动物必须的元素之一,但是环境中过量氟化物造成斑釉齿和氟骨症,使植物生理代谢受到抑制引起减产以至死亡。根据预测,到2010年我国仅磷肥产量就有可能达到800万t/a,如不及时考虑治理与利用措施,氟的污染势必更加严重。另外,氟还是工业生产中不可缺少的原料。目前,作为生产氟的主要工业原料氟石即将消耗殆尽,氟及氟化物的资源奇缺。因此,必须充分回收利用所有含氟废物,这是国民经济中一项十分重要的任务。2含氟废气的来源及危害在自然界中,氟主要是以氟石、磷矿石和磷块岩形式存在。氟的世界蕴藏量约为100万亿t,其中约90%以上的氟伴生在磷矿原料中。由于磷原料的加工以及磷酸、磷肥的生产,使难溶的含氟矿物转变成易溶的或气态的氟化物。含氟废气的主要来源有以下几方面:(1)制铝工业添加冰晶石和氟化铝的电解炉,将矾土炼制成氧化铝。排出的氟化物主要是氟化氢。每生产1t铝,从电解槽排出含氟烟气约为15～25万m3。(2)磷肥工业①磷矿粉与硫酸反应制磷酸的原料混和器及反应器,排出物以四氟化硅为主。②生产过磷酸钙的化成室和混合器,排出物以四氟化硅为主,每生产1t普钙,产生尾气量约为250～300m3,含氟15～25m3[2]。③热法磷肥的高炉或回转炉以及电炉,排出物主要为氟化氢。每生产1t肥料,约产生废气2000m3,氟含量一般只有0.5～2.5g/m3(标)左右。(3)玻璃制造中的电熔融炉,为了降低玻璃的熔融温度,提高其加工性能而加入氟石或氟硅酸钠。(4)氢氟酸、冰晶石、氟化铝、氟化钠等无机氟化物生产及使用过程放出含氟废气。(5)含氟树脂、含氟烃类等有机化合物的制造过程放出的含氟废气。(6)使用氟石作助熔剂的炼钢转炉和电炉放出的废气。(7)有色金属铸造、铁合金加工以及原子能动力工程等,放出的废气主要含六氟化铀。(8)采用含氟化釉子的砖瓦及陶器烧制过程中放出含氟废气。据美国统计,在排出氟化物的各工业部门中,电解铝占15.6%,钢铁及其他治金部门占43%,磷加作者简介:王敏(1946—),女,高级工程师,原辽河化工厂生产副厂长,总工程师,现已退休,曾发表论文30余篇。·34·2007年第2期有机氟工业Organo-FluorineIndustry©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net工占17.8%,砖瓦制造占18.1%,玻璃制造占2.64%。不同来源的含氟废气,不仅排放量不同,而且含量也不同,其危害程度也不一样。特别应当指出,以气态气溶胶或粉尘形式逸入大气的氟化物中,氟化氢、四氟化硅,对周围环境中生物造成极大危害。大量的研究证明,甚至微量氟及其化合物,也会对人类和动物的机体造成严重的后果。氟化氢对鼻粘膜等呼吸器官有强烈的刺激作用,能造成皮肤灼伤和剧烈疼痛。长期接触含氟化合物以及饮用含氟高于8mg/L的水,会引起人们骨骼系统的慢性氟中毒,引起脊神经根炎[2]。更值得一提的是,氟化物在马铃薯、胡萝卜、甜菜等农作物中能够积累,这样,通过蔬菜、水果、谷物进入人体。鉴于以上情况,对含氟废气必须加以治理及综合利用以适应国家关于改善环境,保护和合理利用自然资源的规定。3综合利用途径绝大多数工业含氟废气的主要组分为氟化氢、四氟化硅及大量的粉尘。综合利用含氟废气,首先考虑除尘。另外,采用湿法吸收后,夹带大量酸性雾沫,所以还必须除沫。根据国内外有关资料介绍,综合利用含氟废气的方法很多,大体上分湿性、干法两种。下面就几种比较成熟的、经济适用的方法加以概述。311制氟硅酸(H2SiF6)从1960年起,美国、英国、