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    废硝酸的无害化处置与资源化利用
    [点击量:115] [作者:] [日期:2019-11-08]

      光伏、液晶、金属材料表面处理、微电子等行业有大量的废硝酸产生,这种废硝酸含有HF、氟化盐、醋酸、铁、铝等杂质,具有毒性、反应性和腐蚀性等危险特性,归属于危险工业废物。这种废硝酸的产生与积存形成了严重的安全与环境隐患,如果处置不当将会对生态环境造成破坏,给居民健康及牲畜安全造成危害。因此对所述废硝酸进行无害化处置与资源化利用势在必行。

      近年来,我国对废硝酸无害化处置与资源化利用的研究取得了一定进展,为废硝酸的处置与利用奠定了技术基础。

        1、光伏及液晶生产行业所产生含氟废硝酸的处置

      据统计,目前全国每年产生此类废硝酸在45万吨以上,这种含氟废酸含氟化氢8%-12%,硝酸18%-25%。

      目前处理含氟废酸的传统方法是沉淀法和吸附法。沉淀法是通过向含氟废硝酸中加氢氧化钠或碳酸钠,使其中的氟化氢转化为氟化钠,分开氟化钠后得硝酸钠溶液,进一步处理硝酸钠溶液得硝酸钠。

      李莹等以传统的沉淀法工艺为基础研发出了处理含氟废硝酸新方法。该法以硝酸钙、碳酸钙等替代传统工艺中的氢氧化钠、碳酸钠,经过一系列反应,终制得了硝酸钠、氟化钠产品。本方法从一定程度上解决了光伏及液晶行业所产含氟废硝酸的处理难题, 达到了回收利用资源、降低生产成本、保护生态环境的目的。

      河南省睿博环境工程技术有限公司研发团队对成分复杂的难处理型废硝酸的无害化处置工艺进行了研究。以所述工艺对含有氟化氢、氟硅酸、醋酸的废硝酸进行无害化处置,制得了氟化钠、硝酸钠、白炭黑和醋酸钠产品。所得产品符合国家标准,处理过程无三废排放。取得了良好的环境与经济效益。

      2、金属材料表面处理所产废硝酸的处置

      在不锈钢表面处理过程会产生大量的酸洗废硝酸。目前的处理方法主要有高温焙烧法、中和回收法、膜过滤法、溶剂萃取法和减压蒸发法等。

      武晶对含铁废硝酸处理工艺进行了研究,采用蒸发结晶工艺对不锈钢表面处理所产废硝酸进行处理并回收其中的铁,制得了Fe(NO3)3.9H20,所得产品质量符合行业标准。

      南阳东方化工应用研究所采用碱循环法工艺对含铁废硝酸进行处理,制得了颜料氧化铁和软磁铁氧体用氧化铁产品,并通过对废水的综合利用收得了硝酸镁,实现了对碱的循环利用。所得产品质量符合国家标准,生产过程无三废排放。

      3、微电子行业所产废硝酸的处置

      在微电子加工行业的电镀工艺中,常采用以硝酸为主要成分蚀刻液腐蚀电路板上多余的铜箔,随着蚀刻的进行,蚀刻液中的铜离子不断增多,当蚀刻液中的铜离子的含量达到一定浓度时,蚀刻液腐蚀铜效率就会逐渐下降直至失效,从而成为蚀刻废液-含铜废硝酸排出。此外,在镀件清洗过程也有一定量的含铜废硝酸产生。为了解决微电子加工行业产生的含铜废酸液的资源回收问题,王梨等研究了含铜废硝酸中铜的电沉积过程。同时,分析了不同电流密度与电压下电沉积铜的去除率、能耗和沉积层质量,讨论了影响含铜废硝酸中铜沉积的各种因素。结果表明,较小的电流密度下,铜的沉积效果较好,铜的去除率可达98%。

      4、电极钳、电极箔生产过程所产废硝酸的处置

      在电极钳生产过程,需要以硝酸作为钝化剂,生产完成后会产生大量的含铝废硝酸。此外,铝电解电容器用电极箔生产过程的扩孔和化学清洗工序以硝酸作为清洗剂,以保障产品获得更高更稳定的电性能,同时清除孔洞中的铝离子。但随着生产的连续运行,硝酸溶液中的铝离子也会越来越多,这不仅将影响扩孔处理和清洗效果,而且还直接影响电极箔的电性能。电极箔生产工艺的含铝废硝酸进行大规模的纯化回用,是目前电极箔生产技术领域亟待解决的技术问题。

      王明明提出了含铝废硝酸的处置方法,利用含铝废硝酸生产硝基复合肥并副产氢氧化铝,整个处理过程安全、环保,在对含铝废硝酸进行无害化处置的同时,使铝和硝酸资源得到了合理利用。

      严季新等提出了一种铝电解电容器用电极箔生产工艺中的硝酸回收方法,将浓硫酸与含铝废硝酸混合并进行反应,蒸发冷凝收得硝酸循环使用,所得蒸发后残余物用于生产硫酸铝。从而大幅度降低了电极箔生产成本,并使废酸中所含铝元素得到有效利用。

      综上所述,废硝酸成分复杂,具有明显的危险特性,对其进行无害化处置与资源化利用,既是生态环境治理的需要,更是相关企业可持续发展的必然要求。对废硝酸进行治理与利用,不仅能创造良好的环境效益,更能获得可观的经济效益。

    更多>>专家介绍

    肖景波,高级工程师,中国化工学会无机酸碱盐专业委员会第三、四届硼化物专家组副组长,中国绿色建材产业发展联盟工业固废专业委员会学术委员会委员,《硼化合物生产与应用》第一副主编,中国硼工业新人贡献奖获得者,全国无机盐先进科技工作者。曾参与了《无机盐工艺学》等学术专著的编写,发表学术论文40余篇。多年来主要从事非金属矿综合利用、湿法冶金、工业废弃物综合利用、硼、镁化合物制备工艺研究。拥有40余项科技成果,具有扎实的理论基础和丰富的工业实践经验。

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