摘 要

随着我国工业的发展和进步，氟化工不断渗透到诸如化工冶炼、电子工业、化肥农药等各个领域，随之而来的是一系列氟污染的环境问题。有效处理含氟废水、实现含氟废水的资源化利用和无害化处理是解决氟污染问题的核心。在氟化工行业生产二氟甲烷制冷剂的过程中，往往会产生大量含氟盐酸，本论文主要针对的含氟盐酸的脱氟，研究包括脱氟剂的选择以及反应温度、反应时间、搅拌速度、脱氟剂表面积、脱氟剂反复使用对脱氟效果的影响，以期望开发出一条经济可行的除氟手段。

通过实验对比、总结分析可得到如下结论：对于含盐酸质量分数为30%、含氟化氢400ppm的混酸溶液的脱氟，选用二氧化硅含量在70%左右的实验室载玻片为脱氟剂，反应温度在35摄氏度、反应7个小时、搅拌速度达200r/min或流速大于0.52m/s时，脱氟效果最好，且脱氟剂可以重复使用。若条件允许，脱氟剂表面积越大，脱氟效果越好；搅拌速度或流速越快，脱氟效果越好。

关键词：含氟废水 氟污染 脱氟剂

Study on the removal technology

of hydrofluoric acidfrom hydrochloric acid

ABSTRACT

With the development and progress of China's industry, fluorine chemical industry has penetrated into various fields such as chemical smelting, electronic industry, chemical fertilizer and pesticide, followed by a series of environmental problems of fluorine pollution. The core of solving the problem of fluoride pollution is to effectively treat wastewater containing fluoride, realize the resource utilization and harmless treatment of wastewater containing fluoride. In the process of producing difluoromethane refrigerant in fluorine chemical industry, a large amount of fluorinated hydrochloric acid is often produced. This paper mainly studies the defluorination of fluorinated hydrochloric acid, including the selection of defluorinated agent, reaction temperature, reaction time, stirring speed, surface area of defluorinated agent, and the influence of repeated use of defluorinated agent on the defluorination effect. In order to develop an economic and feasible means of fluoride removal.

Through experiment contrast and summary analysis can get the following conclusion: For the mass fraction of 30% hydrochloric acid which mixed acid solution containing hydrogen fluoride 400 PPM defluorization, selection of silicon dioxide content in about 70% of the laboratory slides for fluorine remover, when the experimental condition are reaction temperature at 35 degrees Celsius, 7 hours, stirring speed of 200 r/min, or flow rate is greater than 0.52 m/s, defluorization was the best effect and fluorine remover can be repeated use.

Key Words: Fluorine-containing wastewater； fluorine pollution；defluorination agent

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1课题背景 1

1.1.1 氟污染和含氟盐酸的来源 1

1.1.2 氟污染的危害 2

1.2脱氟原理 2

1.2.1 脱氟方法 2

1.2.2 本实验脱氟原理 3

1.2.3 脱氟剂说明 4

1.3论文研究内容与目的 4

1.3.1研究内容 4

1.3.2研究目的 5

1.3.3研究意义 5

第二章 盐酸脱氟实验方法 6

2.1实验仪器与试剂 6

2.1.1 实验仪器 6

2.1.2 实验试剂 6

2.2模拟水样的配置 7

2.3实验方法 7

2.3.1 直接电势法测定氟离子浓度实验方法 7

2.3.2 失重法测定氟离子浓度变化量实验方法 9

2.3.3 脱氟剂的选择实验方法 10

2.3.4 反应温度对脱氟效果的影响实验方法 10

2.3.5 反应时长对脱氟效果的影响实验方法 11

2.3.6 搅拌速度对脱氟效果的影响实验方法 11

2.3.7 脱氟剂的重复使用对脱氟效果的影响实验方法 11

2.3.8 脱氟剂的不同表面积对脱氟效果的影响实验方法 12

第三章 实验结果与讨论 13

3.1直接电势法测定氟离子浓度 13

3.2脱氟剂失重与氟离子浓度变化 13

3.3脱氟剂的选择 14

3.4反应温度对脱氟效果的影响 15

3.5反应时长对脱氟效果的影响 16

3.6搅拌速度对脱氟效果的影响 17

3.7脱氟剂的反复使用对脱氟效果的影响 17

3.8脱氟剂的不同表面积对脱氟效果的影响实验结果与讨论 19

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 25

第一章 文献综述

课题背景

氟污染和含氟盐酸的来源

近年来，我国经济实力迅速增长，工业实力不断增强，而一系列工业生产污染问题也随之而来。在众多的污染问题中，氟污染(fluoride, pollution)是指氟、含氟化合物对生态、环境带来的不良影响。氟污染的来源十分广泛，不仅金属和矿石的加工、化石燃料的燃烧、钢铁炼制等传统重工业会产生氟污染，半导体电子工业以及氟化工行业等新兴产业也会产生大量氟污染^[1]。这些行业的产品生产通常设计使用的矿石含有氟元素，在含氟矿石使用过程中，氟从矿石中分解、释出造成氟污染^[2]。例如：磷肥行业使用磷矿石中含有氟，在酸法制备化肥过程中，一部分氟以废气形式溢出^[3]；半导体蚀刻工艺使用的氢氟酸造成含氟废水的污染^[4]等。水体中的氟主要以的离子状态存在，在土壤中则以的固体稳定化合物形式存在^[5]。

近年来，二氟甲烷的开发利用是氟化工行业的新兴研究方向^[6]。二氟甲烷在常温下是一种无色、无味、无毒的气体，具有优良的制冷性能和热物性^[7]，可用于替代传统HCFC-22型制冷剂。研究表明，二氟甲烷不仅是一种性能优良的制冷剂，也是配置混合制冷工质的重要原料之一^[8]。而在二氟甲烷的生产过程中，常常用到二氟甲烷氟化法来制备二氟甲烷，改方法具有成本低、产量高、操作简便等优点^[9]，其主要反应方程式如下：