【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废物资源综合利用，具体涉及一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法。
技术介绍
1、目前，氢氟酸制备、氟化钠合成及电解铝生产过程中均会产生大量富含可溶性氟化物的氟石膏、氟硅渣及废旧耐火材料等固体废渣，其显著的浸出毒性对于生态环境构成了严重威胁。同时，这些含氟固废主要含有硫酸钙、二氧化硅及霞石等低值组分，缺乏高值化利用属性。因此，实现上述多源含氟固废协同解毒与高值化利用能够为推进生态文明建设提供科技支撑。国内外针对上述含氟固废的处理技术可划分为以下几类：
2、第一种方法是滤沥循环填埋，主要是将含氟固废依次进行粒度细化和压缩处理，在配备滤沥循环系统的专用场地进行填埋处理，通过集水坑集中收集溶液滤沥和雨水径流，从而避免可溶性氟化物对周边土壤和水源的污染。其缺点是占用大量土地资源，环境污染风险严重，有价资源未进行有效利用。
3、第二种方法是建筑材料消纳，主要是利用含氟固废中硫酸钙的缓凝特性和含硅矿相的胶凝活性，将破碎至一定粒度的含氟固废作为掺合料用于水泥或免烧胶凝材料制备，可溶性氟化物在水泥或胶凝体系中深度固化，从而实现含氟固废的解毒与资源化利用。其缺点是含氟固废销售价格低廉，经济效益不明显。
4、第三种方法是低成本钙源固化，主要是利用含氟固废中可溶性氟化物的固化特性，通过添加生石灰、熟石灰、次氯酸钙等低成本钙源，实现可溶性氟化物的稳定固化。其缺点是具备高值应用潜力的可溶性氟化物被转化为caf2，未能实现高值化利用，同时产生的大量固体残渣具有二次污染风险，且缺乏资源化利用途径。
5、第四种方法是高温处理，主要是基于含氟固废中可溶性氟化物的受热挥发特性，利用高温设备在1000℃下对含氟固废进行热处理，可溶氟化物发生相变并气态形式逸出，随后通过冷凝系统回收，从而实现含氟固废的解毒处置。其缺点是高温处理会消耗大量能源并产生碳排放，含氟烟气对高温设备内衬腐蚀严重，剩余固态残渣未能实现资源化利用。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题，本专利技术的主要目的是提出一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，实现多源含氟固废中可溶性氟化物的清洁提取与高值产品转化以及非氟组分的全量化利用，该方法具有低成本、流程短、经济效益显著的特点。
2、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，包括如下步骤：
4、s1、对多源含氟固废进行多级破碎和筛分处理，得到备用物料；
5、s2、将备用物料置于带有聚四氟乙烯内衬的高温球磨机中，加入浸出药剂进行浸出，待浸出反应结束后，真空过滤分离浸出渣和浸出液；
6、s3、将氧化剂加入浸出液中进行氧化处理；
7、s4、氧化处理后，添加诱导剂并调节酸碱度，依次通过结晶和固液分离，得到冰晶石和滤液；
8、s5、将浸出渣与含硅固废按一定质量比进行湿混，添加碱催化剂，经过养护、蒸压、整形处理，得到碱激发凝胶材料。
9、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，所述多源含氟固废为氟石膏、氟硅渣、废旧耐火材料的一种或多种。
10、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，备用物料的粒度范围为<3mm、<1mm、<0.15mm、<0.074mm中的一种。
11、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述浸出药剂与备用物料的液固比为5:1-100:1，所述浸出药剂为水溶液、偏铝酸钠溶液的一种或两种，所述浸出为多段浸出，一段浸出液为高浓度浸出液，二段及后续多段浸出液为低浓度浸出液。
12、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，浸出温度为20-200℃，浸出时间为10-180min，振动频率为0-2000rpm。
13、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，所述浸出液为高浓度浸出液，所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾、次氯酸钠、浓硫酸的一种或多种，氧化剂添加量为体积百分比0.1～1％，氧化温度为20-80℃，氧化时间为10-60min。
14、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s4中，所述滤液回流至步骤s2的高温球磨机中。
15、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s4中，所述诱导剂为氟化铝、偏铝酸钠、氧化铝、氢氧化铝的一种或多种，诱导剂添加量为体积百分比0.1～10％，调节ph为4-9，结晶温度为20-80℃，结晶时间为1-24h。
16、作为本专利技术所述的一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s5中，浸出渣与含硅固废的质量比为1:99-40:60，碱催化剂的添加量为1～18wt％。
17、作为本专利技术所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法的优选方案，其中：所述步骤s5中，含硅固废为电解金属锰渣、铅锌渣、金矿渣、粉煤灰、矿渣的一种或多种；碱催化剂为生石灰、电石渣、熟石灰的一种或多种。
18、本专利技术的有益效果如下：
19、本专利技术依托多源含氟固废的组分互补性，通过诱导剂调控溶液离子组成、多外场协同强化浸出等创新思路与技术手段，实现了多源含氟固废的协同安全处置与全组分利用；本专利技术提出的处置流程未产生废水、废气、废渣，浸出药剂成本低廉且适于循环利用，可溶氟化物转化为高值冰晶石产品，浸出渣适用于制备胶凝材料，具有显著的环保、经济、社会效益。
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1.一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多源含氟固废为氟石膏、氟硅渣、废旧耐火材料的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S1中，备用物料的粒度范围为<3mm、<1mm、<0.15mm、<0.074mm中的一种。
4.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述浸出药剂与备用物料的液固比为5:1-100:1，所述浸出药剂为水溶液、偏铝酸钠溶液的一种或两种，所述浸出为多段浸出，一段浸出液为高浓度浸出液，二段及后续多段浸出液为低浓度浸出液。
5.根据权利要求4所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S2中，浸出温度为20-200℃，浸出时间为10-180min，振动频率为0-2000rpm。
6.根据权利要求4所述的多源
7.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，步骤S4中，所述滤液回流至步骤S2的高温球磨机中。
8.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述诱导剂为氟化铝、偏铝酸钠、氧化铝、氢氧化铝的一种或多种，诱导剂添加量为0.1～10wt％，调节pH为4-9，结晶温度为20-80℃，结晶时间为1-24h。
9.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S5中，浸出渣与含硅固废的质量比为1:99-40:60，碱催化剂的添加量为1～18wt％。
10.根据权利要求9所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤S5中，含硅固废为电解金属锰渣、铅锌渣、金矿渣、粉煤灰、矿渣的一种或多种；碱催化剂为生石灰、电石渣、熟石灰的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述多源含氟固废为氟石膏、氟硅渣、废旧耐火材料的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤s1中，备用物料的粒度范围为<3mm、<1mm、<0.15mm、<0.074mm中的一种。
4.根据权利要求1所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述浸出药剂与备用物料的液固比为5:1-100:1，所述浸出药剂为水溶液、偏铝酸钠溶液的一种或两种，所述浸出为多段浸出，一段浸出液为高浓度浸出液，二段及后续多段浸出液为低浓度浸出液。
5.根据权利要求4所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，其特征在于，所述步骤s2中，浸出温度为20-200℃，浸出时间为10-180min，振动频率为0-2000rpm。
6.根据权利要求4所述的多源含氟固废协同安全处置与全组分利用的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚桢，刘卫，周军，彭茜，李雪薇，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：
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