[發(fā)明專利]一種多源含氟廢渣微晶玻璃固化體及其制備方法和用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011061279.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112142333A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹建尉;耿欣輝;王志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類號(hào): C03C10/16
• 分類號(hào): C03C10/16;C03C10/04;C03B32/02;C03C6/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種多源含氟廢渣微晶玻璃固化體及其制備方法和用途，所述微晶玻璃固化體的制備原料以重量百分比計(jì)，包括12.0?85.0％的含氟廢渣和15.0?88.0％的輔料；所述制備方法包括：將含氟廢渣與輔料混合后進(jìn)行熔化，然后依次進(jìn)行成型、退火、晶化，得到微晶玻璃固化體。本發(fā)明所述微晶玻璃固化體能同步消納多種含氟廢渣，并穩(wěn)定固化廢渣中的氟元素，實(shí)現(xiàn)對(duì)含氟廢渣的無(wú)害化安全處置、全量資源化利用，可廣泛應(yīng)于新能源、化工、冶金、智能制造、稀土、航空、建筑、礦山、環(huán)保等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于危險(xiǎn)固廢無(wú)害化處置領(lǐng)域，具體涉及一種多源含氟廢渣微晶玻璃固化體及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

無(wú)機(jī)氟化物產(chǎn)品具有高性能、高附加值、高技術(shù)含量等特性，被譽(yù)為現(xiàn)代“黃金產(chǎn)業(yè)”，但無(wú)機(jī)氟化物廢物卻會(huì)對(duì)環(huán)境以及人體造成極大的危害。例如，含氟煙塵的沉降或經(jīng)雨水的淋洗，會(huì)使土壤和地下水受污染，同時(shí)氟是積累性毒物，對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)及存活有很大影響，易形成骨骼、關(guān)節(jié)變形等癥狀的氟骨病，還會(huì)給人造成呼吸道慢性炎癥、引起牙周炎等疾病而致死，因此，尋求一種解決氟污染的方法成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

無(wú)機(jī)氟化物廢物來(lái)源于諸多行業(yè)，例如電解鋁過(guò)程中產(chǎn)生的鋁灰、石墨污泥、晶硅冶煉廢渣、其它冶金過(guò)程中產(chǎn)生的含氟廢渣、采礦過(guò)程中產(chǎn)生的含氟尾礦等均含有一定量氟化物。

鋁灰是電解鋁或鑄造鋁的過(guò)程中產(chǎn)生的熔渣經(jīng)冷卻加工后的產(chǎn)物，除此之外還存在電解鋁設(shè)備維修過(guò)程中產(chǎn)生的大量含氟廢陰極、陽(yáng)極碳?jí)K等含氟固廢；石墨污泥是石墨生產(chǎn)過(guò)程中利用大量的氫氟酸酸洗提純、球化、揮發(fā)后產(chǎn)生的大量含氟廢渣，混入污泥中，致使污泥中氟含量可達(dá)到40-75％；晶硅冶煉廢渣是晶硅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含氟精煉硅渣；釹鐵硼廢料熔鹽電解提取稀土后的含氟廢渣是從釹鐵硼熔鹽電解廢料中分離回收稀土元素過(guò)程中，經(jīng)焙燒、溶解、萃取分離、結(jié)晶沉淀后產(chǎn)生的氟化物，如NaF、CaF₂、LiF或BaF₂等形成的含氟廢渣。除上述的含氟廢渣之外還有其它多種含氟廢渣，如含氟尾礦、磷肥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的含氟廢渣、鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的含氟廢渣等，同時(shí)，隨著資源開采工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展及以電子、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)的崛起，含氟固廢的增量急劇加快。因此，迫切需要將含氟廢渣、污泥、尾礦等固廢中氟元素穩(wěn)定固化。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)機(jī)氟化物廢物的處置方式主要是水泥窯協(xié)同處置和填埋。

CN 105130346A公開了一種含氟固體廢渣的安全處置方法，該方法包括以下步驟：先通過(guò)向所述含氟固體廢渣中加入鈣化合物；接著，加入固化劑，在含氟固體廢渣的表面形成一層低滲透物質(zhì)；最后，進(jìn)行掩埋；該方法通過(guò)防滲處理阻擋廢渣中氟離子擴(kuò)散，但是防滲處理難以長(zhǎng)期阻隔氟元素滲透，且在填埋后期氟離子具有進(jìn)入土壤、地下水，形成大量含氟泥土，造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

CN 105256156A公開了一種分解含氟稀土熔鹽廢渣的工藝，該工藝包括以下步驟：含氟稀土熔鹽電解廢渣原料烘干、制粉，焙燒堿轉(zhuǎn)，堿熔物水洗除氟，獲得氟化鈣，鹽酸溶解以及酸溶料液的回調(diào)；該工藝雖能利用部分廢渣，但仍會(huì)產(chǎn)生一定量氟化物污染環(huán)境，無(wú)法穩(wěn)定固化氟元素，易造成二次污染。

CN 104805292A公開了一種稀土鐠釹熔鹽電解廢料中有價(jià)成分的分離及回收方法，該方法包括以下步驟：將原料進(jìn)行處理、打漿、浸出，得到含氟化鐠釹的濾渣和含氯化鐠釹的濾液；將含氟化鐠釹的濾渣經(jīng)水洗至中性，在60℃～80℃下烘干，得到氟化鐠釹；對(duì)含氯化鐠釹的濾液采用草酸法結(jié)晶沉淀得到草酸鐠釹，所得草酸鐠釹在950℃下灼燒，分解得到氧化鐠釹；該方法在回收有價(jià)成分的過(guò)程中產(chǎn)生大量含有氟化鈣的廢渣，難以處理。

綜上所述，如何提供一種含氟廢渣的無(wú)害化處理的方法，穩(wěn)定固化廢渣中的氟元素的同時(shí)實(shí)現(xiàn)全量資源化利用，成為目前迫切需要解決的問(wèn)題。

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