CN104098488A - 溶剂热法无害化处理含pfos废弃物的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明针对目前我国含PFOS类废弃物无害化处理技术匮乏的现状，提供一种无害化处理废弃物中PFOS类化合物的方法。其特征是：采用溶剂热法，在一定的温度和压力条件下，利用有机溶剂快速溶解废弃物中PFOS化合物，实现PFOS化合物从污染基体中有效分离，再经旋蒸可以得到PFOS高分子产品，处理前后PFOS化合物的结构基本没有变化，控制适当的工艺条件，可以得到化学纯的PFOS化合物，具有高的PFOS化合物回收率。该工艺具有操作简便、流程短、效率高、溶剂可循环利用等优点，应用前景良好。

Description

溶剂热法无害化处理含PFOS废弃物的工艺

技术领域

本发明涉及含PFOS废弃物无害化处理方法，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤其适合于各类含持久性有机污染物废弃物的无害化处理和再生循环利用。

背景技术

PFOS类物质作为环境中存在的典型氟代有机污染物，在全球范围内的人体、动物体和各类环境介质中广泛存在，已对全球生态系统造成污染。随着我国履行《斯德哥尔摩公约》和环境保护、社会经济发展的需要，与PFOS类物质相关的基础研究得到了日益广泛的关注。全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸盐、全氟辛烷磺酰氟是典型的PFOS类物质，具有非常优良的表面性能及化学、生物和热稳定性，广泛应用于表面处理剂，纸张的表面防污涂层，纺织品和皮革的整理剂、灭火剂、半导体行业的光阻剂及电镀行业的铬雾抑制剂等领域。PFOS类化合物具有持久性和高生物累积性，可远距离迁移，如若处理不当，就会污染土壤、水源、影响动植物生理代谢作用，并最终对人类身体健康和生命安全造成严重危害。基于此，PFOS类化合物的存在，极大地限制了含PFOS废弃物的大规模处理处置，PFOS类化合物的处理处置问题已成为含PFOS废弃物处理处置中的关键问题之一。

当前关于PFOS类化合物的处理工艺主要包括吸附、膜分离、超声化学降解、超临界还原降解等，但这些方法均以水中的PFOS类化合物为处理目标物，且不同程度地存在能耗较高、操作复杂、回收率低、二次污染等弊端，仍处于研究阶段，而对于固体废弃物如纺织品、皮革中的PFOS类化合物则停留在分析检测方面，处理工艺更是未见报道。在溶剂热体系中，PFOS类化合物的溶解、分散、化学反应活性大为增强，增强了溶剂对PFOS类化合物的溶解效率，使反应能够在较低的温度下发生，避免了使用有害溶剂。本发明以含PFOS类废弃物为处理对象，确立了一种操作简便、效率高、绿色环保的无害化处理方法。

发明内容

本发明针对目前我国含PFOS类废弃物无害化处理技术匮乏的现状，提供一种无害化处理废弃物中PFOS类化合物的方法。其特征是：采用溶剂热法，在一定的温度和压力条件下，利用有机溶剂快速溶解废弃物中PFOS化合物，实现PFOS化合物从污染基体中有效分离。具体工艺包括以下几个步骤：

1.将含有PFOS类化合物的废弃物置于配置有聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中，按液固比为5:1～20：1（mL/g）加入有机溶剂，溶剂可以是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、2-戊酮、乙醚、正丙醚、正丁醚、环氧乙烷中的一种或几种混合物。

2.将反应釜密封，开启加热系统开始加热，升温速率为5-10℃/分钟，处理温度为50℃～170℃，当温度升至处理温度后保温30-60分钟，然后自然冷却至室温。

3.将处理后的混合物转移至过滤器中分离固体和液体；滤液转移至旋蒸仪中，通过蒸馏回收其中的有机溶剂循环利用，旋蒸仪中的残留物即为PFOS化合物，收集后可以作为化工原料使用；固态残渣用氧弹燃烧-离子色谱法测定其中残余氟含量，如有残留有氟，则需返回步骤1重复处理，直至残留物中无氟残留为止，然后可以与生活垃圾共同处理或再生利用。

上述工艺具有操作简便、流程短、效率高、溶剂可循环利用等优点。该工艺可以实现PFOS化合物与废弃物基体的有效分离，直接得到PFOS高分子产品和无害化的废弃物基质，同时处理前后PFOS化合物的结构基本没有变化，控制适当的工艺条件，可以得到化学纯的PFOS化合物，具有高的PFOS化合物回收率，应用前景良好。

下面结合说明书附图和实施方案进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1是溶剂热法无害化处理含PFOS废弃物的工艺流程图。

图2是含PFOS废弃皮革采用溶剂热法提取前后的氧弹燃烧-离子色谱图对比。

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

实施例1

溶剂热法无害化处理含PFOS废弃物的工艺，具体包括下列步骤：

根据图1所述工艺流程，选用皮革生产厂的废弃边角废料，剪切至1cm×2cm小块（0.3～0.4g），经测定表面含有全氟辛基磺酸钾。将废弃皮革置于100mL聚四氟乙烯内杯中，加入15mL甲醇，密闭容器后将反应釜置于烘箱中加热到150℃，保持40分钟后停止加热，用电风扇迅速降温。待釜体冷却至室温后，收集釜中的上清液即甲醇提取液至圆底烧瓶中，经加热真空旋转蒸发回收其中的甲醇。处理后的废旧皮革经氧弹燃烧-离子色谱测定，氟含量较处理前明显降低，占废旧皮革总氟的0.25%（图2）。将处理后的废旧皮革重复上述步骤再次处理后，经氧弹燃烧-离子色谱测定，检测不出残留氟，达到了无害化处理的目的。

实施例2

溶剂热法无害化处理含PFOS废弃物的工艺，具体包括下列步骤：

根据图1所述工艺流程，选用皮革生产厂的废弃边角废料2公斤，经测定表面含有全氟辛基磺酸钾。将废弃皮革置于2L反应釜中，加入1500mL异丙醇，密闭容器后将反应釜置于烘箱中加热到170℃，保持60分钟后停止加热，用电风扇迅速降温。待釜体冷却至室温后，收集釜中的上清液即甲醇提取液至圆底烧瓶中，经加热真空旋转蒸发回收其中的异丙醇。处理后的废旧皮革经氧弹燃烧-离子色谱测定，氟含量较处理前明显降低，占废旧皮革总氟的2.47%。将处理后的废旧皮革重复上述步骤再次处理两次后，经氧弹燃烧-离子色谱测定，检测不出残留氟，达到了无害化处理的目的，可以与生活垃圾塑料共同处理或再利用。

上述实例中，所述废弃皮革采集自皮革生产企业，该企业从屠宰场收购新鲜牛皮，经一系列处理后生产出皮革成品，产品主要用于生产皮鞋和皮衣。本发明不限于上述实施例，发明内容均可实施，并具有良好的效果。

Claims (2)

1.溶剂热法无害化处理含PFOS废弃物的工艺，具体包括下列步骤：

（1）将含有PFOS类化合物的废弃物置于高压反应釜中，按照液固比为5:1～20：1（mL/g）加入提取剂，然后加盖密封；

（2）开启反应釜加热系统开始加热，升温速率为5-10℃/分钟，处理温度为50 ℃～170 ℃，当温度升至处理温度后保温30-60分钟，然后自然冷却至室温；

（3）将处理后的混合物转移至过滤器中分离固体和液体，滤液转移至旋蒸仪中，通过蒸馏回收其中的有机溶剂循环利用，旋蒸仪中的残留物即为PFOS化合物，收集后可以作为化工原料使用；

（4）用氧弹燃烧-离子色谱法测定步骤（3）中过滤得到的固态残渣中残余的氟含量，如有残留有氟，则需返回步骤（1）重复处理，直至残留物中无氟残留为止，然后可以作为一般废弃物处理或再生利用。

2.按照权利1所述的一种分离废旧电子电器产品塑料中阻燃剂的方法，其特征是：步骤（1）中使用的提取剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、2-戊酮、乙醚、正丙醚、正丁醚、环氧乙烷中的一种或几种混合物。