[发明专利]一种含氟二氧化硅的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于危险废物无害化及综合利用领域，具体涉及一种含氟二氧化硅的综合利用方法。

背景技术

随着我国城市化及工业化进程的不断加快，人们对物质的不断索求和对环境的依赖出现严重不平衡，特别是城市生活垃圾和工业废物大幅度增加，人类生产与消费关系和物质循环严重破坏，导致我国环境污染十分严重。

在氟化工领域，工业上以H₂SiF₆或Na₂SiF₆或(NH₄)₂SiF₆为原料制备氟盐所副产的含氟二氧化硅是一种危险固体废物，属于国家危险废物名录中的HW32无机氟化物废物(900-026-32*)，目前尚无有效利用的方法，多数是堆场堆放，由于雨水等因素所释放的氟化物对人体健康和生态造成极大的破坏。目前，用于从含氟水体除氟的方法主要有化学沉淀法、吸附法、混凝法、电渗析法、离子交换法和反渗透法。但从经济效益和可行性考虑，较为常用的除氟方法仍然为化学沉淀法和吸附法。化学沉淀法是处理氟离子浓度较高和组分较复杂的含氟废水常用方法，但该法因生成的氟化钙沉淀在水中有一定的溶解度，处理后的水质往往达不到严格的排放标准要求，需要进一步。混凝法除氟的核心是选择合适的絮凝剂，当前无机絮凝剂的除氟效果不是很好，而有机混凝剂多具有毒性，且价格较贵，经济优势不明显。离子交换、生物膜和电渗析可以有效地将溶液中的氟离子脱除到较低浓度，缺点是成本费用较高，且树脂或生物膜需要循环再生及清洗。

另一方面在水环境领域，由于人类活动大量营养物质(N、P)排入水体引起的水体富营养化一直困扰市政管理部门，近年频繁出现的有毒重金属污染事件也引起人们的密切关注。水是生命之源，是人类生存和社会发展的前提条件。长期以来，由于人类对水资源的保护意识淡漠，特别是随着我国工业化、城镇化进程的推进，水体环境污染日趋严重，在加剧水资源危机的同时，更严重地危害自然界一切生物的生存和发展。

磷是一种不可再生资源，也是十分重要的工农业原料，被广泛应用于肥料、洗涤剂、电镀加工、医药、催化剂、石油化工等各个方面。随着我国经济的迅猛发展，磷的用途越来越广，用量也越来越大，导致含磷废水的排放量也随之增大。磷营养物的过量排放引起水体富营养化，导致海域赤潮频繁发生。水体中的磷酸盐主要来源为农业生产中的含磷肥料流失、动物的排泄物以及洗涤剂的大量使用而产生的废液等。目前含磷污水的去除方法主要有化学沉淀法、生物法和吸附法。化学沉淀法除磷性能优良且不会重新释磷而导致二次污染问题，该技术是目前常用的污水除磷手段之一，但该技术也存在化学药剂投加量大、处理费用较高、污泥污染难以得到有效处理等不足；生物法除磷是一种相对经济的除磷方法，在除磷的同时能够完成对有机物的去除，在合适的运行条件下可以去除污水中高达90%的磷，但该技术也存在一系列问题，如工艺运行的稳定性较差，流程长且复杂，管理技术要求高，运行控制严格，受水体中温度、pH值等条件的影响较大，且对污水中有机物浓度(BOD)依赖性强；吸附除磷法因设备简单、原料来源广泛、低运行成本及高效的去除效率，被认为是高效、普遍适用的水体除磷方法，吸附法除磷是能实现磷吸附回收目标的有效和具有良好经济效益的方法，既可作为生物法除磷的必要补充，也可作为单独的除磷手段。

当前许多工业生产过程都会不可避免的产生大量含有有毒重金属的工业废水，如大型化工企业、重工业企业、纺织、印染、造纸等，这些含重金属离子污水排入水体后，经迁移富集作用，对生态环境、农业和人类健康造成巨大的伤害。目前水体重金属污染物中最严重的为镉、汞、铅、铬、砷等。汞在人体中积累会对大脑、神经等产生极大破坏，若水中汞含量超过0.01mg/L就会引起中毒。镉在人体中会引起人的手脚等关节疼痛，进一步致使身体各神经和骨头疼痛感，严重者会引发高血压和心脑血管等疾病。长期饮用含铅的水会引起肾脏疾病、贫血和智力迟钝等严重疾病。随着人类对重金属离子危害的重视，开发了一系列处理重金属废水的工艺和技术方法。目前，处理重金属离子的方法主要有化学法、物理化学及生物化学法等。物理吸附法是比较常用的方法，其中人工合成吸附材料因其高度选择性且易于工业化等特性被广泛应用，特别是以工业废物为原料制备吸附材料的工艺研究。