CN211284484U - 一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，包括破碎细磨装置、COD去除装置、常压浓硫酸酸解脱氟装置、含氟气体吸收净化设备、氟硅酸氨化设备、氟盐合成装置、氨气及二氧化碳气体回收设备和氟盐固液分离烘干装置，本实用新型涉及含氟废料综合处理的环保技术领域。该用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，利用含氟废料作为主要原料，变废为宝，将废料中所含的氟以含氟酸提取出来，之后再加工成高品质氟盐产品，从而获得较好的经济效益；提取后的物料为无害化物质，达到一般固废标准，可以作为建材物料或填充料使用，真正做到无害化处理。整个处理系统无废水、废渣排放，是完全的再生资源循环利用过程。

Description

一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置

技术领域

本实用新型涉及含氟废料综合处理的环保技术领域，具体为一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置。

背景技术

目前处理各类含氟废料尚没有较好的综合治理技术，通常采用填埋法、火法、选矿法(主要指浮选法)等技术较为简单进行处理。投资大，效益差，处理不彻底。

本发明属于湿法处理各类含氟废料工艺之一，利用含氟废料作为主要原料，变废为宝，将辅料中所含的氟以含氟酸(以氢氟酸和氟硅酸形式)提取出来，之后再加工成高品质氟盐(氟化钙、氟化钠等) 产品，从而获得较好的经济效益。提取后的物料为无害化物质，达到一般固废标准，可以作为建材物料或填充料使用。真正做到无害化处理，变废为宝。整个处理系统无废水、废渣排放，是完全的再生资源循环利用过程。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，解决了现有处理各类含氟废料尚没有较好的综合治理技术，通常采用填埋法、火法和选矿法等技术较为简单进行处理，投资大，效益差，处理不彻底的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，包括破碎细磨装置、COD去除装置、常压浓硫酸酸解脱氟装置、含氟气体吸收净化设备、氟硅酸氨化设备、氟盐合成装置、氨气及二氧化碳气体回收设备和氟盐固液分离烘干装置，常压浓硫酸酸解脱氟装置包含两次酸解，所述常压浓硫酸酸解脱氟装置包括塔体，所述塔体内壁的两侧之间从上至下依次固定连接有第一安装板和第二安装板，且第一安装板的顶部固定安装有常压酸解脱氟机，所述第二安装板的顶部固定安装有固液分离装置，且塔体内壁的底部固定安装有中和设备，所述常压酸解脱氟机的顶部连通有排气管，且常压酸解脱氟机的一侧通过连接管与固液分离装置的顶部连通，所述固液分离装置的一侧通过连接管与中和设备的顶部连通，且中和设备的一侧连通有排料管。

优选的，所述破碎细磨装置的顶部固定安装有进料斗，且破碎细磨装置的一侧通过连接管与COD去除装置的顶部连通。

优选的，所述COD去除装置的一侧通过导料管与常压浓硫酸酸解脱氟装置内的常压酸解脱氟机连通，且固液分离装置顶部的另一侧通过回流管与导料管的一端连通。

优选的，所述常压浓硫酸酸解脱氟装置的排气管与含氟气体吸收净化设备的顶部连通，且含氟气体吸收净化设备的一侧通过连接管与氟硅酸氨化设备的顶部连通。

优选的，所述氟硅酸氨化设备顶部的另一侧通过连接管与氟盐合成装置的顶部连通，且氟盐合成装置顶部的另一侧通过连接管与氨气及二氧化碳气体回收设备的顶部连通。

优选的，所述氨气及二氧化碳气体回收设备的一侧通过连接管与氟盐固液分离烘干装置的顶部连通。

有益效果

本实用新型提供了一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置。与现有技术相比具备以下有益效果：该用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，包括破碎细磨装置、COD去除装置、常压浓硫酸酸解脱氟装置、含氟气体吸收净化设备、氟硅酸氨化设备、氟盐合成装置、氨气及二氧化碳气体回收设备和氟盐固液分离烘干装置，-常压浓硫酸酸解脱氟装置包括塔体，-塔体内壁的两侧之间从上至下依次固定连接有第一安装板和第二安装板，且第一安装板的顶部固定安装有常压酸解脱氟机，-第二安装板的顶部固定安装有固液分离装置，且塔体内壁的底部固定安装有中和设备，-常压酸解脱氟机的顶部连通有排气管，且常压酸解脱氟机的一侧通过连接管与固液分离装置的顶部连通，-固液分离装置的一侧通过连接管与中和设备的顶部连通，且中和设备的一侧连通有排料管，可实现以含氟废料作为主要原料回收其中的氟，并以所副产的氟作为原料生产出氟盐的综合处理装置，同时，进一步提炼酸不溶物还可以获得其他产品：处置电解铝行业阴极炭块含氟废料，得到高品质石墨化程度较高的优质炭粉，处置太阳能多晶硅含氟污泥，得到高品质石膏，处置有色冶炼高含氟废渣，还可以得到含较高品位的金银等稀散贵金属物料；利用含氟废料作为主要原料，变废为宝，将辅料中所含的氟以含氟酸提取出来，之后再加工成高品质氟盐产品，从而获得较好的经济效益。提取后的物料为无害化物质，达到一般固废标准，可以作为建材物料或填充料使用，真正做到无害化处理，变废为宝。整个处理系统无废水、废渣排放，是完全的再生资源循环利用过程。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型常压浓硫酸酸解脱氟装置结构的剖视图。

图中：1破碎细磨装置、2 COD去除装置、3常压浓硫酸酸解脱氟装置、31塔体、32第一安装板、33第二安装板、34常压酸解脱氟机、35固液分离装置、36中和设备、37排气管、38排料管、4含氟气体吸收净化设备、5氟硅酸氨化设备、6氟盐合成装置、7氨气及二氧化碳气体回收设备、8氟盐固液分离烘干装置、9进料斗、10导料管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，包括破碎细磨装置1、COD去除装置2、常压浓硫酸酸解脱氟装置3、含氟气体吸收净化设备4、氟硅酸氨化设备5、氟盐合成装置6、氨气及二氧化碳气体回收设备7和氟盐固液分离烘干装置8，常压浓硫酸酸解脱氟装置3包括塔体31，塔体31内壁的两侧之间从上至下依次固定连接有第一安装板32和第二安装板33，且第一安装板32的顶部固定安装有常压酸解脱氟机34，第二安装板33的顶部固定安装有固液分离装置35，且塔体31内壁的底部固定安装有中和设备36，常压酸解脱氟机34的顶部连通有排气管37，且常压酸解脱氟机34的一侧通过连接管与固液分离装置35 的顶部连通，固液分离装置35的一侧通过连接管与中和设备36的顶部连通，且中和设备36的一侧连通有排料管38，破碎细磨装置1的顶部固定安装有进料斗9，且破碎细磨装置1的一侧通过连接管与COD 去除装置2的顶部连通，COD去除装置2的一侧通过导料管10与常压浓硫酸酸解脱氟装置3内的常压酸解脱氟机34连通，且固液分离装置35顶部的另一侧通过回流管与导料管10的一端连通，常压浓硫酸酸解脱氟装置3的排气管37与含氟气体吸收净化设备4的顶部连通，且含氟气体吸收净化设备4的一侧通过连接管与氟硅酸氨化设备 5的顶部连通，氟硅酸氨化设备5顶部的另一侧通过连接管与氟盐合成装置6的顶部连通，且氟盐合成装置6顶部的另一侧通过连接管与氨气及二氧化碳气体回收设备7的顶部连通，氨气及二氧化碳气体回收设备7的一侧通过连接管与氟盐固液分离烘干装置8的顶部连通。

本实用新型为一种用于处理各类含氟废料中氟并附产氟盐(氟化钙、氟化钠等)的综合处理装置，包括含氟废料的破碎、细磨，COD 去除工序、常压浓硫酸酸解脱氟(包含两次酸解)、含氟气体吸收净化、氟硅酸氨化、氟化钙(钠)合成、氟化钙(钠)固液分离与烘干、氨气及二氧化碳气体回收等多个组合工序，各工序之间由相关设备及管道阀门结合起来，并通过电气及自动仪表来实现安全高效运行。其中常压浓硫酸酸解脱氟又包括下述多个工序。

1、含氟废料的破碎、细磨：将烘干后的含氟废料采用常用的破碎设备，细碎到10mm以下，送入到专用细磨设备中磨细到所需细度 (根据所处理的含氟废料确定具体的磨料细度，是否采用湿法或者干法磨料工艺)，此处为通用技术，本实用新型不作详细描述。

2、COD去除工序：由于含氟废料中可能含有的各类氧化性物质 (COD)，尤其是其中可能含有的毒性物质(如含氰物质、硫化氢、氨气、二恶因等VOC气体)对作业人员及环境造成较大危害，必须要予以去除，本处理工艺为在COD去除反应器中加入一定量的氧化性物质(如双氧水、臭氧气体、二氧化氯、氯酸钠、高锰酸钾等)，将废料中的毒性物质氧化成无害化的物质，达到保护作业人员健康和环境的目的，COD去除工序一般需要将细磨后的含氟废料配制成一定液固比的浆液(液固比，液固比需根据具体的含氟废料性质确定)，放置于反应釜中在搅拌条件下定量加入氧化剂。根据含氟废料的种类不同确定具体的氧化剂种类、加入量、加入方式、氧化时间等工艺条件。

3、常压酸解脱氟：本装置分为两步常压酸解脱氟工序，采用浓硫酸作为酸解用酸，价廉易得，酸解成本低廉。

3.1、第一步：含氟废料常压酸解脱氟Ⅰ

本工艺在COD去除工序完成后，立即转入常压酸解脱氟工序。在 COD去除反应釜中加入98.3％浓硫酸，加入浓硫酸的量以能够将含氟废料中绝大部分氟离子从其化合态解离出来，以气体形式能够逸出为前提。同时，需要对被酸解含氟废料液体进行加热，温度维持在 65～95℃左右，并保持微负压(-500～-1000kPa)状态，以便不断地将酸解反应过程中所产生的含氟气体带出到后续含氟气体吸收净化装置中处理。整个常压酸解脱氟过程需要2-2.5h。

3.2、固液分离Ⅰ

本工艺在前述含氟废料常压酸解脱氟完成后，即可进行固液分离。分离后得到两种物质：过滤液体和不溶物Ⅰ。不溶物Ⅰ进入下步工序继续常压酸解脱氟，过滤液体进入中和工序处置。

3.2、不溶物Ⅰ再次常压酸解脱氟Ⅱ

在前述的含氟废料常压酸解脱氟后，由于物料中一些能够被酸解的物质嵌布粒度很细，一次酸解不足以将其全部酸解出来。一次未被酸解的物质叫做不溶物Ⅰ，还需要对其进行二次酸解，将不溶物Ⅰ配制成规定液固比的料浆，加入到再次常压酸解脱氟反应釜中，再加入 98.3％浓硫酸，加入浓硫酸的量以能够将不溶物Ⅰ中绝大部分氟离子从其化合态解离出来，以气体形式能够逸出为前提。同时，需要对被酸解液体进行加热，温度维持在65～95℃左右，并保持微负压 (-500～-1000kPa)状态，以便不断地将酸解反应过程中所产生的含氟气体带出到后续含氟气体吸收净化装置中处理。整个常压酸解脱氟过程需要2-2.5h。

3.3、中和工序

第一步酸解后的滤液中含有部分游离硫酸、硫酸钠、硫酸铝、硫酸铁、硫酸钙、硫酸镁及氟化钠等物质，加入石灰乳液进行中和，使其变成沉淀物质。中和溶液再经过絮凝沉淀后，对沉淀渣进行固液分离，滤液和澄清液一同返回COD去除工序配制料浆用水回收，不外排，当硫酸钠含量达到结晶浓度时，开路排出部分中和水并冷却降温结晶析出硫酸钠晶体(可直接送给生产元明粉厂家或制成元明粉产品)。结晶后清液返回配浆回收，不外排。

3.3、不溶物Ⅰ和不溶物Ⅱ(均为硫酸不溶物)

进一步洗涤提纯硫酸浸出不溶物Ⅰ和不溶物Ⅱ，同时可以获得其他副产品。如处置电解铝行业阴极炭块含氟废料，可以得到高品质石墨化程度较高的优质炭粉；处置太阳能多晶硅含氟污泥，还可以得到高品质石膏；处置有色冶炼高含氟废渣，可以得到含较高品位的金银等稀散贵金属物料。

4、含氟气体吸收净化：含氟废料在两次硫酸浸出所排出的含氟气体经过高效含氟气体吸收净化装置洗涤净化吸收后变成浓度较高的氢氟酸与氟硅酸混酸，作为后续加工氟盐的原料用酸回收。不凝气体和水蒸气通过烟囱达标排放，不构成对环境危害。

5、氟硅酸氨化：通过控制中和度来将氨水或碳铵加入氢氟酸与氟硅酸混酸中发生化学反应，中和混酸并析出二氧化硅，采用固液分离办法，将溶液中所产生的二氧化硅(俗称硅胶)分离出来。通过洗涤干燥可以获得品质较高的二氧化硅产品销售。

6、氟盐(氟化钙或氟化钠)的合成：采用专用氟盐合成反应器来合成氟盐。将氨化合格的氟化铵溶液放入反应器内，加入高纯碳酸钙粉可以合成高品位氟化钙(萤石)产品，加入碳酸钠可以合成高纯氟化钠产品。合成反应在加热温度达65～95℃并在合适搅拌条件下连续反应2.5-3h才能完成。同时将产生大量的氨气及二氧化碳气体，必须予以处理回收。

7、氨化及二氧化碳气体回收：为了回收氟盐合成反应所产生的大量氨气及二氧化碳气体，将该气体收集入专用回收装置吸收处理，可以获得所需浓度的氨水溶液，补充入氟硅酸氨化工序内循环使用。不足部分额外补充氨水或碳铵。二氧化碳气体为无害气体，通过含氟气体吸收净化装置烟囱达标排放。

8、氟盐产品的脱水与烘干：采用离心机对合成氟盐进行脱水洗涤后，可得到含水量小于10％的半成品氟盐。采用气流烘干工艺可获得含水率小于1.0％的氟盐，包装销售。氟盐离心脱水的母液返回氟盐合成反应器回收，洗涤水返回含氟气体洗涤净化装置做补充水回用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，包括破碎细磨装置(1)、COD去除装置(2)、常压浓硫酸酸解脱氟装置(3)、含氟气体吸收净化设备(4)、氟硅酸氨化设备(5)、氟盐合成装置(6)、氨气及二氧化碳气体回收设备(7)和氟盐固液分离烘干装置(8)，其特征在于：所述常压浓硫酸酸解脱氟装置(3)包括塔体(31)，所述塔体(31)内壁的两侧之间从上至下依次固定连接有第一安装板(32)和第二安装板(33)，且第一安装板(32)的顶部固定安装有常压酸解脱氟机(34)，所述第二安装板(33)的顶部固定安装有固液分离装置(35)，且塔体(31)内壁的底部固定安装有中和设备(36)，所述常压酸解脱氟机(34)的顶部连通有排气管(37)，且常压酸解脱氟机(34)的一侧通过连接管与固液分离装置(35)的顶部连通，所述固液分离装置(35)的一侧通过连接管与中和设备(36)的顶部连通，且中和设备(36)的一侧连通有排料管(38)。

2.根据权利要求1所述的一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，其特征在于：所述破碎细磨装置(1)的顶部固定安装有进料斗(9)，且破碎细磨装置(1)的一侧通过连接管与COD去除装置(2)的顶部连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，其特征在于：所述COD去除装置(2)的一侧通过导料管(10)与常压浓硫酸酸解脱氟装置(3)内的常压酸解脱氟机(34)连通，且固液分离装置(35)顶部的另一侧通过回流管与导料管(10)的一端连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，其特征在于：所述常压浓硫酸酸解脱氟装置(3)的排气管(37)与含氟气体吸收净化设备(4)的顶部连通，且含氟气体吸收净化设备(4)的一侧通过连接管与氟硅酸氨化设备(5)的顶部连通。

5.根据权利要求1所述的一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，其特征在于：所述氟硅酸氨化设备(5)顶部的另一侧通过连接管与氟盐合成装置(6)的顶部连通，且氟盐合成装置(6)顶部的另一侧通过连接管与氨气及二氧化碳气体回收设备(7)的顶部连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置，其特征在于：所述氨气及二氧化碳气体回收设备(7)的一侧通过连接管与氟盐固液分离烘干装置(8)的顶部连通。

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