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TUhjnbcbe - 2023/3/19 18:30:00
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一、什么是氟

氟,是一种非金属化学元素,氟元素是一种淡*色且有剧*的气体。氟气的腐蚀性很强,化学性质极为活泼,是氧化性最强的物质之一,甚至可以和部分惰性气体在一定的条件下产生反应。氟还是特种塑料、橡胶和冷冻机(氟氯烷)中的关键元素,在我们生活中是非常常见的。

氟也是人体的微量元素,氟元素在正常成年人体中约含2~3克,人体含氟约2.6g,主要分布在骨骼、牙齿中,在这两者中积存了约90%的氟,血液中每毫升含有0.04微克~0.4微克。人体所需的氟主要来自饮用水。人体每日摄入量4mg以上会造成中*,损害健康。

氟化合物对人体有害,少量的氟(mg以内)就能引发一系列的病痛,大量氟化物进入体内会引起急性中*。经常接触氟化物,容易导致骨骼变硬、脆化,牙齿脆裂断落等症状,部分地区饮水中含氟量过大也容易导致氟中*。

接触氟化物工作的人最严重和最危险的是脸部和皮肤接触氟和氟化物。因此在使用氟和氟化物时必须遵守操作流程,并有可靠的安全措施,包括操作用具、橡皮手套,有遮盖的防护面罩和有防酸性气体的防*面具。工作场所应有良好的通风设施,对于反应活性大的物品应有防爆装置。被氟化氢与其他氟化物灼伤时要及时处理灼伤部位先用大量水冲洗,再用甘油氧化镁涂敷,最妥善的方法是立即在患处注射葡萄糖酸钙,使氟被固定为不溶性的氟化物。此外使用六氟灵冲洗是处理氢氟酸事故的良好方法,六氟灵的原理是通过中和反应和配位作用减少人体内的氢离子与氟离子数量。

一部分有机氟化物的*性很大,其中对于含氟羧酸,结构通式为F(CH2)nCOOH,若n为奇数则该有机物是极*的,n为偶数时*性很小甚至无*。在年11月底发生过快递运送氟乙酸甲酯而致人死亡的事件,其中氟乙酸甲酯的氟乙酸部分n=1。

氟对于昆虫的*性近似于氟化氢,对于植物的*性则近似二氧化硫,氟化合物会使得植物叶端和叶脉出现白斑或者褐斑。

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二、氟的应用

(1)利用氟的强氧化性,可以制取UF6(g)。利用UF6与UF6扩散速的不同,来分离出铀的同位素;

(2)用于合成氟利昂等冷却剂;

(3)用于制氟化试剂(二氟化氙等)以及金属冶炼中的助熔剂(冰晶石等)等;

(4)ClF3与BrF3可作火箭燃料的氧化剂;

(5)用于制杀虫剂与灭火剂;

(6)氟代烃可用于血液的临时代用品;

(7)氟化物玻璃(含有ZrF4、BaF2、NaF)的透明度比传统氧化物玻璃大百倍,即使在强辐射下也不变暗;氟化物玻璃纤维制成的光导纤维,效果比SiO2的光导纤维效果大百倍;

(8)含氟塑料和含氟橡胶有特别优良的性能,用于氟氧吹管和制造各种氟化物;

(9)氟元素也添加于牙膏中作为含氟牙膏,氟化钠与牙齿中的碱式磷酸钙反应生成更坚硬和溶解度更小的氟磷酸钙。

三、含氟废水处理工艺

(1)化学沉淀法:加入化学药剂,石灰等,生成氟化钙,使污染物与水分离。优点:操作简单,投资较小,适合处理含氟量较高的废水;缺点:占地面积大,处理精度无法达到国家标准,会产生二次污染(污泥),适合用于预处理。

(2)混凝法:混凝沉淀法指向高浓度含氟水中投加具有凝聚能力或者能与氟离子发生化学反应的物质,如铝盐、铁盐等混凝剂。原理是混凝剂在水中形成大量带正电荷的胶粒,吸附水中带负电的氟离子,此法具有效率高、操作简单、耗电低等优点,但占地面积较大,药剂量的不确定性,容易导致水体二次污染;

(3)电化学法

A.电凝聚

电凝聚是一种电解方法,铝电极或铁电极作为阳极,在表面直流电场作用下,水解为不同形态的具有凝聚作用的氢氧化物,吸附水中的氟离子和氟络合物,从而去除氟离子电凝聚法产生的氢氧化物活性大,对氟离子的去除能力强

B.电渗析

电渗析在直流电场的作用,利用电位差作为推动力,使氟离子和阳离子分别通过离子选择性交换膜流向阳极和阴极,从而去除氟离子,该法无需投加化学药剂,除氟和除盐同步解决,但由于处理系统由多个部分组成,投资大,管理复杂,能耗大,限制了此法的广泛应用

(4)膜分离法

纳滤膜是二十世纪九十年代兴起的一种膜分离技术,由膜孔径为纳米级而得名,纳滤是介于反渗透与超滤之间的一种以压力为驱动力的新型膜分离过程,此方法能够截留小分子有机物,使盐透过,所需外加压力远低于反渗透膜的压力,但此方法初期投资费用较高,另外,仍会产生一定量的浓水,需要后续处理,阻碍了其进一步的推广应用;

(5)吸附法:活性炭和离子交换树脂。相对于树脂,活性炭会产生固废,精度不稳定,不可再生,而树脂设备简单,操作容易,耗资小,无污染,而且除氟效果好,是一种理想的深度去除水中氟离子的方法。

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