Раздел 9. Очистка газовоздушных выбросов от фтора и его соединений

Сырьевые ресурсы фтора

Фтор - 9-й элемент Периодической системы Д.И. Менделеева, молекулярная масса фтора - 38 г/моль, он находится в VII группе вместе с хлором и это определяет его активность. Название произошло от греческого слова «фториос», что в переводе означает разрушительный. По распространённости в природе фтор занимает 16-е место и содержится в кислых извержениях магмы и осадочных породах, т.е. связан исключительно с силикатной оболочкой Земли. Из-за своей активности фтор в природе в чистом виде не встречается. Предельно допустимые концентрации фтора и его соединения, попадающие в атмосферу, следующие: ПДКр₃ = 0,5 мг/м³, ПДК_мр = 0,02 мг/м³, ПДК_СС = 0,005 мг/м³.

Основным природным сырьём, содержащем фтор, является плавиковый шпат (флюорит). Он содержит до 80% F и примеси: кварца SiO₂, кальцита СаСОз, окислов железа, алюминия и др. Более половины добываемого в мире плавикового шпата используется в качестве металлургического флюса и потребление его растёт. В природе плавиковый шпат содержит 30-60 % CaF₂. Руды обогащают до концентрации CaF₂ не менее 96 % с минимальными примесями (кремнезём SiO₂ - 1,5 %, кальцит СаСОз-2 %, вода - 1 %). Соединения фтора используют в химической промышленности при производстве фтористого водорода HF и плавиковой кислоты (раствор HF).

Фторсодержащее сырьё применяется при электрошлаковом переплаве сталей. При переплаве 1т стали выделяется 370 м³газа, содержащего до I кг фторидов.

Соединения фтора используются в алюминиевой промышленности. При выплавке 1т алюминия расходуется 30 кг фторидов, из которых 50-60 % фтора уходит с ГВВ.

В производстве стекла и эмалей фториды необходимы для ускорения варки и для придания материалу непрозрачности (глушения). В шихту фтор вводят в виде соединений NaF, KF, CaF₂, Na₂SiF₆, КазА1Р₆ и др. При варке с газовоздушными выбросами уносится 30 % F, содержащегося в шихте. Состав ГВВ при выплавке фторсодержащих стёкол приведен в табл. 4

Стеклоизделия	Содержание, мг/нм³
Стеклоизделия	Соединения фтора	Окис-лы азота	Окислы серы	Пыль
Облицовочная плитка	2II I55	30-70 60-80	160^110 130-300	510 450
Стеклокрошка	370	6	975	620
Коврово-мозаичная	300	50-160	150-210	600
плитка	185	70-119	175-225	500
Молочное, светотех	95	6-10	135-170	98
ническое стекло	35-60	5-30	150-205	16
Электровакуум ное	7-26	19-60	6	До 450
стекло	7-26	13-19	6	До 135
Стеклотрубы	120	258	До 2000	80
Алюмоборсиликатное стекло	26-168	145- 800	200-600	До 177
Шлакоситаллы	106	80-160	130-170	380

Примечание: снизить выброс пыли возможно, если использовать не порошкообразную шихту, а специально гранулированную перед загрузкой в стекловаренную печь.

Соединения фтора содержатся в ГВВ производств глиняного и огнеупорного кирпича, черепицы, керамики. Фтор присутствует почти во всех глинах (до 0,3 %), в некоторых видах слюды (до 2 %). С ГВВ уходит 30—40 % F в виде HF и SiF₄.

В природе фтор также встречается в виде криолита NajAlF^ (редко) и фторапатита Са₅(РО₄)зР (до 3,2 % F).

Автор: Луканин А.В.