工业炉窑烟气中氟的脱除及综合利用

    摘 要：氟是自然界常见的元素，也是人体必需的元素。在含氟矿物的开采、冶炼过程，在
氟化物产品的生产过程中都不可避免地产生氟污染问题；当环境中的氟化物超过一定浓度
后将对生物造成影响，因此必须控制氟污染。本文对工业炉窑烟气中氟的脱除技术及氟资源
的综合利用进行了简要探讨，以解决氟污染的问题。

 

　　关键词：氟；干法净化工艺；碱吸收法；水吸收法

 

　　气态氟化物污染物主要来源化学、无机盐及冶金工业，氟化物具有很高的化学活性和生
物活性，通常以化合物形态存在，烧结烟气中氟的主要存在形态为氟化氢（

HF）和四氟化

硅（

SiF4）以及少量的含氟粉尘，氟化物属于作用于各种酶的原生质毒，对人类、动植物的

毒害作用很强，大量的研究证明，微量氟及其化合物也会对人类和动物的机体造成极严重
的后果。但同时氟作为重要的化工原料，广泛应用于生产生活当中，因此，加强对含氟烟气
的净化、回收利用，具有深远意义。

 

　　

1 气态氟化物（HF，SiF4）的有关性质 

　 　气 态

HF 为无 色、 具有 强烈 的腐 蚀性 和毒 性， 有刺 激性 气味 ，常 以双 分子 存在

（

H2F2）。相对密度 1.27（34 

℃，空气）。沸点 19.5 ℃。极易溶于水。水溶液氢氟酸是一种

弱酸，但具有较强的腐蚀性。与水蒸气相遇形成酸雾而

“冒白烟”。干燥的 HF 性质比较稳定，

与大多数的元素及其氧化物均不发生反应，但在水的作用下，可以和碱性物质发生反应：
四氟化硅是无色气体，极易溶于水，生成氟硅酸和硅胶；与氟化氢反应生成氟硅酸；与氨
水等碱性物质反应，生成氟硅酸盐，析出硅胶。

 

　　

2 含氟烟气的处理技术 

　　通过分析性质发现，含

HF 和 SiF4 的废气很容易被水和碱性物质（石灰乳、烧碱、纯碱、

氨水等）采用湿法净化工艺脱除。根据吸收剂不同又将湿法净化工艺分为水吸收法和碱吸收
法。氟化物用水吸收，比较经济，吸收液易得，缺点是对设备有强烈的腐蚀作用；用碱性物
质吸收，产物为盐类，可减轻对设备的腐蚀作用，还可获得副产物，回收氟资源。

 

　　净化含氟废气的另一个主要方法为干法吸附。废气中的氟化氢或四氟化硅被吸附下来，
生成氟的化合物或仅仅吸附在吸附剂表面，吸附剂再生后循环使用。

 

　　

2.1 含氟烟气的干法净化工艺 

　　干法吸附工艺净化烟气就是利用固体吸附剂吸附某种气体物质而完成净化烟气的目的。
通常采用碱性氧化物作吸附剂，利用其固体表面的物理或化学吸附作用，将烟气中的
HF、SiF4、SO2 等污染物吸附在固体表面，而后利用除尘技术使之从烟气中除去。 
　　含氟烟气通过装填有固体吸附剂的吸附装置，使氟化氢与吸附剂发生反应，达到除氟
的目的。

 

　　（

1）烟气的性质对吸附的影响。 

　　（

2）Al2O3 法净化电解铝生产过程中产生的含 HF 废气。 

　　

20 世纪 60 年代，世界上开始大量使用 Al2O3 为电解铝生产过程中产生的含 HF 废气的

吸附剂。国外采用的干法净化流程有：美国的

A-398 法；加拿大的阿尔肯法等。可以说，在

铝工业中干法净化技术已经到了普及的程度。钢铁企业用干法净化处理含氟烟气，在我国也
得到了一定应用，实践证明用

Al2O3 作吸附剂吸氟效率可达 95%以上。 

　　干法吸附工艺净化含氟烟气产生的氟化物可以回收利用，吸附剂价廉易得、工艺简单、
操作方便、无需再生，净化效率高，一般在

98%以上；干法净化不存在含氟废水，避免了设

备出现结垢、腐蚀和二次污染问题；和其他方法相比，干法净化基建费用和运行费用都比较
低，可适用于各种气候条件，特别是北方冬季，不存在保温防冻问题。

 

　　

2.2 含氟废气的净化技术-碱吸收法