[发明专利]一种多源含氟废渣微晶玻璃固化体及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种多源含氟废渣微晶玻璃固化体及其制备方法和用途，所述微晶玻璃固化体的制备原料以重量百分比计，包括12.0‑85.0％的含氟废渣和15.0‑88.0％的辅料；所述制备方法包括：将含氟废渣与辅料混合后进行熔化，然后依次进行成型、退火、晶化，得到微晶玻璃固化体。本发明所述微晶玻璃固化体能同步消纳多种含氟废渣，并稳定固化废渣中的氟元素，实现对含氟废渣的无害化安全处置、全量资源化利用，可广泛应于新能源、化工、冶金、智能制造、稀土、航空、建筑、矿山、环保等领域。

技术领域

本发明属于危险固废无害化处置领域，具体涉及一种多源含氟废渣微晶玻璃固化体及其制备方法和用途。

背景技术

无机氟化物产品具有高性能、高附加值、高技术含量等特性，被誉为现代“黄金产业”，但无机氟化物废物却会对环境以及人体造成极大的危害。例如，含氟烟尘的沉降或经雨水的淋洗，会使土壤和地下水受污染，同时氟是积累性毒物，对动植物生长及存活有很大影响，易形成骨骼、关节变形等症状的氟骨病，还会给人造成呼吸道慢性炎症、引起牙周炎等疾病而致死，因此，寻求一种解决氟污染的方法成为当前亟待解决的问题。

无机氟化物废物来源于诸多行业，例如电解铝过程中产生的铝灰、石墨污泥、晶硅冶炼废渣、其它冶金过程中产生的含氟废渣、采矿过程中产生的含氟尾矿等均含有一定量氟化物。

铝灰是电解铝或铸造铝的过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，除此之外还存在电解铝设备维修过程中产生的大量含氟废阴极、阳极碳块等含氟固废；石墨污泥是石墨生产过程中利用大量的氢氟酸酸洗提纯、球化、挥发后产生的大量含氟废渣，混入污泥中，致使污泥中氟含量可达到40-75％；晶硅冶炼废渣是晶硅冶炼过程中产生的含氟精炼硅渣；钕铁硼废料熔盐电解提取稀土后的含氟废渣是从钕铁硼熔盐电解废料中分离回收稀土元素过程中，经焙烧、溶解、萃取分离、结晶沉淀后产生的氟化物，如NaF、CaF₂、LiF或BaF₂等形成的含氟废渣。除上述的含氟废渣之外还有其它多种含氟废渣，如含氟尾矿、磷肥生产过程产生的含氟废渣、钢铁生产过程产生的含氟废渣等，同时，随着资源开采工业技术的飞速发展及以电子、智能制造等新兴产业的崛起，含氟固废的增量急剧加快。因此，迫切需要将含氟废渣、污泥、尾矿等固废中氟元素稳定固化。

目前，国内对无机氟化物废物的处置方式主要是水泥窑协同处置和填埋。

CN 105130346A公开了一种含氟固体废渣的安全处置方法，该方法包括以下步骤：先通过向所述含氟固体废渣中加入钙化合物；接着，加入固化剂，在含氟固体废渣的表面形成一层低渗透物质；最后，进行掩埋；该方法通过防渗处理阻挡废渣中氟离子扩散，但是防渗处理难以长期阻隔氟元素渗透，且在填埋后期氟离子具有进入土壤、地下水，形成大量含氟泥土，造成二次污染的风险。

CN 105256156A公开了一种分解含氟稀土熔盐废渣的工艺，该工艺包括以下步骤：含氟稀土熔盐电解废渣原料烘干、制粉，焙烧碱转，碱熔物水洗除氟，获得氟化钙，盐酸溶解以及酸溶料液的回调；该工艺虽能利用部分废渣，但仍会产生一定量氟化物污染环境，无法稳定固化氟元素，易造成二次污染。

CN 104805292A公开了一种稀土镨钕熔盐电解废料中有价成分的分离及回收方法，该方法包括以下步骤：将原料进行处理、打浆、浸出，得到含氟化镨钕的滤渣和含氯化镨钕的滤液；将含氟化镨钕的滤渣经水洗至中性，在60℃～80℃下烘干，得到氟化镨钕；对含氯化镨钕的滤液采用草酸法结晶沉淀得到草酸镨钕，所得草酸镨钕在950℃下灼烧，分解得到氧化镨钕；该方法在回收有价成分的过程中产生大量含有氟化钙的废渣，难以处理。

综上所述，如何提供一种含氟废渣的无害化处理的方法，稳定固化废渣中的氟元素的同时实现全量资源化利用，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容