Фториды плохо растворимые

Фториды плохо растворимые

Твердый фторид

Твердые фториды ( фторид никеля и фторид железа), образующиеся в результате коррозии стенок аппарата, собирают в его нижней части, что предупреждает закупорку газоотводящей трубки. [2]

Твердые фториды плутония ( PuF — з и Рир4) осаждаются из водных растворов плавиковой кислотой. Особый интерес из фторидов плутония представляет PuFe, летучие свойства которого и способность сублимировать используются при безводной фторидной переработке отработавшего ядерного топлива, содержащего плутоний. [3]

Твердые фториды плутония ( PuF — з и Рир4) осаждаются из водных растворов плавиковой кислотой. Особый интерес из фторидов плутония представляет PuFj, летучие свойства которого и способность сублимировать используются при безводной фторидной переработке отработавшего ядерного топлива, содержащего плутоний. [4]

Твердый фторид кальция , полученный описываемым методом, может быть использован в качестве осадителя для осаждения примесей в фосфорной кислоте. Чистота получаемого фторида кальция достаточна для того, чтобы непосредственно из него получать фтористый водород путем нагревания и обработки твердого вещества в присутствии серной кислоты обычными методами. Если концентрация РаО6 превышает 5 — 10 % или если концентрация диоксида кремния превышает 5 %, то из такого фторида кальция трудно получить фтористый водород высокого качества при обработке серной кислотой. [5]

Для удаления газообразных и твердых фторидов из отходящих газов алюминиевого производства были использованы фильтры с насадкой из глинозема толщиной 50 — 300 мм. [6]

Таким образом, помимо твердого фторида кальция , являющегося товарным продуктом, в результате переработки и рециркуляции сточных вод процесса производства ДУА не образуется никаких отходов, требующих удаления. При осуществлении описанного процесса не требуется добавления воды, либо в систему вводятся только небольшие количества свежей воды. Эти потери приблизительно компенсируются водой, содержащейся в свежем аммиаке, добавляемом на стадии получения ДУА. [7]

Реакцию осуществляют добавлением небольшого избытка твердого фторида к кислоте и нагреванием до тех пор, пока не будет удален весь хлористый водород. По окончании выделения хлористого водорода неочищенную смесь нагревают до 100 в токе сухого воздуха для удаления непрореагировавшего фтористого водорода, после чего продукт дистиллируют. [8]

Основная часть фторсодержащих соединений в потоке 8 представляет собой твердый фторид кальция ; желательно, чтобы не менее 95 % фторсодержащих соединений находились в виде фторида кальция. [9]

Базовыми нормативами предусмотрена оплата за выбросы фтористого водорода, твердых фторидов ( в виде A1F3, CaF2, Na3AlF6), глинозема, оксида углерода, диоксида серы и каменноугольной пыли. [10]

К сожалению, разделить эти потери на фтористый водород и твердые фториды не представляется возможным. [11]

Фторированный глинозем помимо HF содержит уловленную электролизную пыль, куда входят и твердые фториды , углерод и другие примеси, которые, попадая в электролизер, вызывают снижение качества алюминия. Рост содержания примесей в глиноземе прямо пропорционален кратности циркуляции глинозема через реактор и количеству глинозема, используемого для сухой очистки. [12]

Взвешенную пробу растворяют в азотной кислоте, раствор нейтрализуют аммиаком и прибавляют немного твердого фторида калия до растворения первоначально образованного осадка гидроксида. В полученном растворе Си2 определяют иодометри-чески. Для этого к раствору добавляют твердый KI и выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия. После титрования меди в раствор вносят 1 — 2 г борной кислоты, которая связывает фтор-ионы в устойчивый комплекс В. При этом фторидный комплекс железа ( III) разрушается и Fe3 переходит в раствор. При под-кислении чистой азотной кислотой присутствующий в растворе иодид окисляется железом Fe3 до иода, который титруется тиосульфатом. [13]

Непосредственным выпариванием этого раствора до насыщенного состояния и последующей кристаллизацией может быть получен твердый фторид аммония . Так как при выпаривании идет частичная диссоциация NH4F с образованием кислой соли и удалением аммиака, то выделяющийся аммиак улавливают и возвращают в выпариваемый раствор к началу кристаллизации соли. Это обеспечивает выделение в осадок средней соли, которую отделяют и высушивают при 35 — 40 С. Маточный раствор возвращают на выпаривание. При выпаривании раствора NH4F без возврата NH3 получается плав, состоящий из смеси NH4HF2 ( 70 — 75 %) и NH4F ( 16 — 20 %) т который при охлаждении на холодильных вальцах превращаете в твердый чешуйчатый продукт — фторйд-бифторид аммония. Он сильно гигроскопичен, на воздухе расплывается. Аппаратура для выпарки раствора NH4F изготовляется из стали ЭИ-448 или и графитопласта. [14]

Непосредственным выпариванием этого раствора до насыщенного состояния и последующей кристаллизацией может быть получен твердый фторид аммония . Так как при выпаривании идет частичная диссоциация NH4F с образованием кислой соли и удалением аммиака, то выделяющийся аммиак улавливают и возвращают в выпариваемый раствор к началу кристаллизации соли. Маточный раствор возвращают на выпаривание. [15]

Читайте также:  Российский танцор балета

Алюминиевое производство относится к категории производств повышенной опасности для здоровья населения. Загрязнения воздуха, воды и продуктов питания увеличивают риски здоровью населения. Основными загрязнителями являются газообразные фториды, плохо растворимые фториды, бенз(а)пирен и пыль неорганическая.

Характерные компоненты химического загрязнения окружающей среды (воздуха, почвы, водоемов) от алюминиевого производства:

· плохорастворимые неорганические фториды;

Характерные компоненты технологических отходов от алюминиевого производства:

· отработанные аноды (сколы, огарки анодов);

· отработанная угольная футеровка электролизеров;

· отработанная огнеупорная футеровка электролизеров;

· хвосты флотации и шлам газоочистки (включая пыль электрофильтров);

· огнеупорная футеровка (ковши, миксера литейного производства).

Опасные объекты алюминиевого производства:

· мазутохранилище с мазутопроводами;

· станция сжиженного газа;

Особое внимание необходимо уделять оценке рисков здоровью рабочих алюминиевых производств и населения. Характерные компоненты химического загрязнения окружающей среды от алюминиевого производства способствуют возникновению экологически зависимых заболеваний, которые наиболее часто регистрируются на территориях с производством алюминия:

· новообразования (в т. ч. злокачественные);

· болезни костно-мышечной системы;

· болезни кожи и подкожной клетчатки;

· болезни органов дыхания;

Также сырье, используемое при производстве алюминия, способно вызывать у рабочих заболевания дыхательных путей, крови, костей и зубов. Ниже для примера приводится краткая характеристика основных видов сырья и выделений.

Глинозем (Аl2О3) — основное сырье для производства алюминия. От продолжительного контакта с пылью глинозема возможны хронические поражения дыхательных путей, приводящие к изменениям в легких (пневмокониоз, фиброз и пр.).

ПДК глинозема в рабочей зоне 6 мг/м 3 , а ориентировочный безопасный уровень воздействия в атмосферном воздухе (ОБУВ) составляет 0,01 мг/м 3 .

Криолит (3NaF x AlF3) — один из основных компонентов электролита. При попадании в организм человека ухудшает состав крови, а при систематическом воздействии может вызвать заболевания костей и зубов. ПДК в рабочей зоне — 1 мг/м 3 , а среднесуточное содержание (ПДКсс) в воздухе населенных пунктов — 0,3 мг/м 3 .

Фторид алюминия (AlF3) — компонент электролита. Токсичность его аналогична криолиту, и ПДК в рабочей зоне составляет 1 мг/м 3 , ПДКсс — 0,03 мг/м 3 .

Фторид натрия (NaF) — компонент электролита, составная часть криолита. Относится к ядовитым веществам, токсичен, поражает центральную нервную систему (протоплазменный яд). При попадании в организм может вызывать тошноту и более тяжелые отравления. ПДК в рабочей зоне составляет 1 мг/м 3 , а ПДКсс — 0,01 мг/м 3 .

Дифторид кальция (CaF2) — корректирующая добавка к электролиту. Ухудшает состав крови, негативно влияет на белковые вещества в организме. При остром отравлении действует на центральную нервную систему и желудочно-кишечный тракт; на дыхательные пути не действует. ПДК в рабочей зоне составляет 1 мг/м З , ПДКсс — 0,03 мг/м 3 .

Фторид лития (LiF) — одна из наиболее эффективных добавок к электролиту. Содержит около 73 % фтора.

Неуклонное увеличение промышленных выбросов, вызванное ростом объемов производства в России, привело к тому, что загрязнение окружающей среды стало серьезным экологическим фактором. В настоящее время признано, что по влиянию на растительный покров соединения фтора являются одними из самых токсичных. В частности, если сернистый газ оказывает воздействие на растения при концентрации 1 ppm, то влияние фтора сказывается уже при 0.001 ppm. Фторид водорода поступает в атмосферу в основном при производстве первичного алюминия, минеральных удобрений, стекла, фторорганических соединений, а также при разложении фторидных веществ. Электролитический способ производства алюминия из глинозема, в котором в качестве электролита используют расплав криолита и фторида алюминия, связан с выделением в атмосферу ряда фторидных соединений, в основном HF, SiF4, NaF, Na3AlF6 и др.

В отличие от зарубежных заводов по производству первичного алюминия для отечественных предприятий характерна высокая концентрация производства и сравнительно низкий уровень утилизации выделяющихся вредных веществ. В основном на них применяются технологии с использованием самообжигающихся анодов, которые имеют высокие удельные выбросы фторидов, пыли и органических соединений. По имеющимся данным, в воздухе производственного корпуса содержание HF достигает величины не менее 0.3 мг/м3. При этом не учитываются фонарные выбросы, поступающие через аэрационные фонари производственных корпусов, содержание фторидов в которых часто превышает факельные выбросы, поступающие в атмосферу через дымовые трубы, вентиляционные и аспирационные системы. Поэтому реальная степень очистки составляет 30 – 75 %. Во многих публикациях о работе заводов по производству алюминия приводятся данные об очистке именно факельных выбросов, а проблема обезвреживания фонарных выбросов замалчивается. В настоящее время вследствие модернизации подобных производств, применения современных технологий и разработки электролизеров нового поколения, доля фонарных выбросов при производстве первичного алюминия неуклонно снижается, но составляет тем не менее ощутимую часть газовых выбросов заводов.

Читайте также:  Бросила кормить и похудела

В радиусе 15 км от алюминиевых заводов осаждается не более 15% общего количества фтора. Мелкодисперсные и газообразные соединения могут переноситься на расстояние более 50 км. Как правило, заводы расположены вблизи лесных массивов, которые являются естественными преградами вредных химических выбросов. Однако длительное воздействие газовых эмиссий оказывает губительное действие на деревья, особенно на хвойные породы (ель, сосна, кедр, лиственница, пихта). Установлено, что накопление фторидов в древесной ткани при воздействии газообразного фторида водорода происходит в 30 – 40 раз быстрее, чем под действием микрочастиц твердых фторидов. За период эксплуатации крупных алюминиевых заводов (Братский, Красноярский, Иркутский и др.) зоны, где хвойные деревья усохли более, чем на 50 %, занимают десятки километров. Если не принимать действенных мер по снижению газовых выбросов алюминиевых заводов, то так называемые естественные защитные лесные зоны в основном мертвой тайги будут простираться на многие сотни километров.

Алюминиевую промышленность можно заслужено считать основным поставщиком сильнейшего токсиканта, фторида водорода, а с учетом присутствия в газах других кислых компонентов реальное вредоносное воздействие эмиссии фторида водорода на экологические системы увеличивается в сотни раз. Следовательно, для того, чтобы действительно резко снизить экологическую опасность алюминиевых производств, необходимо разработать эффективные технологии по извлечению из отводимых газов фторида водорода в максимально возможной степени и на более ранней стадии.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5

Экспериментальная модель создавалась в зимнее время у 16 белых беспородных крыс-самок массой 150 – 180 г методом пассивного выпаивания раствора фторида натрия (5 мг/л) в питьевой воде на протяжении 3 месяцев. Контрольную группу составили 16 крыс-самок, получавших воду без фторида натрия. Животных содержали в стандартных условиях вивария на полноценной сбалансированной диете в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей (Страсбург,1986) и требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к Приказу МЗ СССР от 01.01.2001. № 000). Развитие хронической фтористой интоксикации у животных подопытной группы контролировалось по экскреции фтора с мочой, которая в начале эксперимента составила 0,96±0,08 мг/л, а через 2 месяца 2,6±0,29 мг/л (в контрольной группе 1,1±0,08 мг/л; p 0,5.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Характеристика источников фтористого загрязнения

-СУАЛ» является первым крупным предприятием алюминиевой промышленности в Восточной Сибири — вступил в действие в 1962 году. -СУАЛ», расположен в промышленной зоне г. Шелехова на юго-восточной окраине, СЗЗ для предприятия составляет 1700 м. Иркутский алюминиевый завод специализируется на выпуске алюминия-сырца. Основными производственными подразделениями являются: электролизный цех, отделение производства фторсолей и цех анодной массы.

Процесс электролиза алюминия сопровождается выделением загрязняющих веществ: фтористого водорода, фторидов, пыли, диоксида серы, оксида углерода, смолистых веществ и бенз(а)пирена. Основная часть загрязняющих веществ поступает на газоочистку, другая часть поступает в воздушную среду корпуса, а затем вместе с воздухом общеобменной вентиляции через аэрационный фонарь выбрасывается в атмосферу. Климатический потенциал самоочищения атмосферы низкий. Характерной особенностью климата является инверсионное распределение температуры в нижнем слое атмосферы, особенно в зимний период. По данным ФГУЗ ЦГ и Э по Иркутской области в целом количество примесей выбрасываемых в атмосферный воздух в 2000-е гг. по г. Иркутску сократилось в 3 раза, в г. Шелехове оставалось стабильным и высоким.

В соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» при идентификации опасности, учитывающей валовые выбросы отдельных ингредиентов и их токсичность, определен ранговый ряд. Наибольшую неканцерогенную опасность для здоровья жителей г. Шелехова представляют следующие вещества: бенз(а)пирен > фториды газообразные > зола углей > диоксид серы > неорганическая пыль > фториды плохо растворимые.

Характеристика химического загрязнения объектов окружающей среды

На экспонированной территории в атмосферном воздухе гидрометеорологической службой контролируется 15 химических веществ на 2 стационарных постах. Наибольшему загрязнению атмосферного воздуха подвержены северная и центральная части г. Шелехов, особенно при южных и юго-западных ветрах, способствующих переносу примесей из промышленной зоны в селитебную. Среди вредных веществ загрязняющих атмосферный воздух в 90-е и 2000-е годы в г. Шелехове ведущее место занимали: бенз(а)пирен, взвешенные вещества, углерода оксид, формальдегид. Среднегодовые данные за два периода наблюдений приведены в (таблице 3).

Читайте также:  Как организовать йога тур с нуля

Средние уровени загрязнения воздуха вредными веществами (мг/м3)

Среднегодовые концентрации мг/м3

Фтористые газообразные соединения

Фториды плохо растворимые

Тяжелые металлы (мкг/м3)

В настоящее время, несмотря на тенденцию к снижению, уровни загрязнения атмосферного воздуха продолжают оставаться высокими. По большинству загрязняющих веществ в 2007 г. отмечен рост проб атмосферного воздуха с превышением гигиенических нормативов: по углероду (11,9%), фторидов неорганических плохо растворимых (4,08%), фтористых газообразных соединений (1,65%). Специфические загрязняющие вещества: газообразный фтор и твердые фториды по данным УГМС находились ниже уровня ПДК.

Оценивая концентрации загрязняющих веществ в атмосфере изучаемой территории, установлено, что доля проб выше максимально разовых и среднесуточных ПДК фтористых соединений по данным Иркутского Управления гидрометеослужбы, с 1985 по 2005 гг. несколько снизилась. Однако максимальные разовые концентрации фтористого водорода в 1985 г превышали уровни ПДК в 7,2 раза, а с гг. в 6-8 раз. Максимально разовые концентрации в 1гг. фторидов неорганических были выше ПДК в 1,6 -2 раза. За последние годы уровень валовых выбросов специфических загрязняющих веществ незначительно снизился с 0,8 до 0,3 т/год и сохранялся примерно на одном уровне до 2007 года. Валовые выбросы фторидов неорганических за исследуемый период также уменьшились с 1,3 до 1,0 т/год.

По данным заводской санитарной лаборатории ОАО “ИркАЗ-СУАЛ” на маршрутных постах в селитебной зоне экспонированной территории в атмосферном воздухе среднегодовые концентрации фторидов газообразных в 90-е годы были выше уровня ПДК в 2,4-4,2 раза. Концентрация фторидов неорганических в 90-е годы была выше ПДК в 4,0-5,3 раза, а в 2000-е годы выше ПДК в 1,1 раза, т. е. наметилась тенденция к снижению их уровня в окружающей среде. Среднегодовые концентрации газообразного фтора с превышали уровни ПДКс. с. в 6,2 — 4,8 раза. За период с гг. регистрировался уровень превышения ПДКс. с в 2,4 — 1,4 раза. По фторидам неорганическим плохо растворимым среднегодовые концентрации составили 0,8, а в отдельные годы незначительно превышали ПДК. Проведен расчет коэффициентов потенцирования для веществ, обладающих эффектом потенцирования: газообразного фтора и фторидов твердых, в соответствии с ГН 2.1.6.1338-07 “Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест”:

Коэффициент потенцирования для фторсодержащих веществ составил 3,6, что превышает допустимый уровень в 4,5 раза.

Оценивая влияния фтористых соединений на здоровье населения, провели расчет коэффициентов и индекса опасности. Общий средний риск для здоровья жителей г. Шелехова с 90-х по 2005 годы составил (IH)=28, риск для органов дыхания составил (IH)=7,8. Коэффициенты опасности QH составили для газообразного фтора 1,1, а по твердым фторидам несколько ниже допустимого уровня — 0,8. Однако в целом при хроническом ингаляционном действии фторсодержащие примеси обусловливают риск развития патологии костно-мышечной системы (IH)=1,9. Таким образом, мы можем предположить, что содержание газообразного фтористого водорода и твердых фторидов в воздушном бассейне г. Шелехова представляет серьезную опасность для населения, особенно детского.

Основным источником загрязнения почвы на экспонированной территории являются выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. В 90-е годы, установлено, что из общего количества проб в 85% случаев отмечалось превышение ПДК, причем в 9% проб выше ПДК в 10 раз. Концентрация фторидов водорастворимых была выше ПДК в 3,8 раза, максимальная концентрация доходила до 23,5 ПДК. Наибольшее загрязнение почвы соединениями фтора наблюдалось вокруг -СУАЛ» в радиусе 1 км, среднее содержание для водорастворимых форм фтора составляло в 90-е годы от 11 ПДК до 31 ПДК. Среднее содержание фтора в зонах радиусом 1,2-5,0 км и в радиусе 5,1-8,5 км составило 9,1-3,8 ПДК соответственно.

По данным Иркутского УГМС и ТОО «Экосол» при кафедре почвоведения Иркутского государственного университета (табл. 4.) среднее содержание фторидов в почве за период с 1985 по 2005 гг. на расстоянии 0,5 км превышало ПДК в 6,5-7,8 раз, а на расстоянии 2 км — в 4 раза. Максимальные концентрации фтора отмечены на расстоянии 3 км от источников выбросов. Содержание фторидов на расстоянии в 4 км от источника загрязнения превышало уровни ПДК в 2 раза.

Анализ многолетних наблюдений свидетельствует о сохранении высокого загрязнения фторидами почвы на протяжении 20 лет. В 2003 году из 15 проб %) не отвечали гигиеническим нормативам, а в 2007 году из 34 проб почвы -,1%) не отвечали гигиеническим нормативам.

Периодический мониторинг содержания водорастворимых фторидов в почвах (мг/кг почвы) г. Шелехов

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector