专利名称：有毒氟化物废液的无害化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及稳定同位素样品制备技术领域，具体的涉及一种硅酸盐氧同位素样品制备实验方法中，对有毒氟化物废液的无害化处理及实现该处理方法的装置。本实用新型适合于高等院校和科研单位，在进行氧同位素样品制备时，对大批有毒废液的无害化处理，以杜绝毒气对环境的污染。
背景技术：
硅酸盐样品与试剂反应放出氧气，并转换成二氧化碳收集，称作氧同位素样品制备。通过对试样氧同位素丰度的测试分析，可有效示踪氧的来源、成岩成矿机理、地球环境变迁等科学问题，是地质、矿产、环境等领域不可缺少的研究手段。硅酸盐氧同位素的样品制备必须用到试剂五氟化溴(BrF5)。该物质为强氧化剂， 剧毒，当环境浓度超过0. Ippm时，可对动物组织严重腐蚀，产生中毒。五氟化溴与空气中的水接触，会发生剧烈爆燃。在实验室进行硅酸盐氧同位素样品制备时，为使其反应完全，每批实验，须使用过量5-10倍的五氟化溴。以石英为例，在特定的条件下其反应式Si02+2BrF5 = 2BrF3+SiF4+02 个反应生成物中有三氟化溴(与五氟化溴性质相近)、四氟化硅以及大量的五氟化溴，成为氟化物废液。以往，对这些废液采取气化后慢慢导入通风柜排入大气，此法无疑对环境造成污染。而后有实验室采用将氟化物废液管冷冻卸下，加入甲基橙和硼酸，转化成氟硼酸的方法，但操作极其危险。再后，有实验室采用氩气推送法将冷冻在U型冷阱中的氟化物废液，通过金属管道从左端推向右端，直至石灰水中，生成沉淀物。但用此法时氩气压力过大，会造成反应不彻底，有浓烟溢出液面，氩气压力过小，溶液会反吸，引起实验系统污染，严重时会引发爆炸。发明内容本实用新型在于提供一种有毒氟化物废液的无害化处理装置，法兰、内插管、侧管相焊接，废液集液管、锥面卡套、螺母、法兰紧固连接，其特征是内插管插入废液集液管中， 同时废液集液管上端口插入法兰下部，由锥面卡套、螺母与法兰密封连接。内插管的下端口高于废液集液管底部。通过本实用新型装置的内插管上口和侧管端口，安装到氧同位素样品制备系统 (该系统是由不锈钢管及阀门等组成的真空系统)中。将氟化物废液，通过不锈钢管道，用真空冷冻方法转移至废液集液管底部。而后由氩气钢瓶输送氩气，不断稀释并吹扫废液至氢氧化钙溶液中，生成沉淀。其反应式2BrF5+6Ca (OH) 2 = 5CaF2 丨 +Ca (BrO3) 2+6H206BrF3+12Ca(0H)2 = 9CaF2 I +CaBr2+2Ca (BrO3) 2+12H20SiF4+3Ca(0H)2 = 2CaF2 I +CaSi03+3H20本实用新型装置的优势在于每批制备实验生成的有毒废液，可及时、安全的得到处理。提高了该实验的效率，避免了危险操作，解决了对环境的污染问题。
图1是本实用新型废液集液管装置图。其中1.集液管2.法兰3.侧管4.内插管图2是废液集液管装置的装配图。其中1.集液管2.法兰3.侧管4.内插管5.锥面卡套图3是废液集液管安装在氧同位素制备系统(局部)中的位置示意图。其中A.接反应器B.接二氧化碳转换器C.接氩气钢瓶LV.接低真空泵HV.接高真空泵T. U型冷阱 V1-V9.阀门F.废液集液管G.真空计R.软管S.氢氧化钙溶液具体实施方式
1、本实用新型装置中的各部件，按图2装配。即，本发明提供了一种有毒氟化物废液的无害化处理装置，法兰、内插管、侧管相焊接，废液集液管、锥面卡套、螺母、法兰紧固连接，其特征是内插管插入废液集液管中，同时废液集液管上端口插入法兰下部，由锥面卡套、螺母与法兰密封连接。法兰与集液管由锥面卡套密封。2、将本实用新型装置F通过内插管和侧管与氧同位素样品制备系统中的不锈钢管连接，安装于特定位置中(见图3)。3、一批试样制备结束后，废液已集中到U型冷阱T中。此时图3中阀门V1-V9均处于关闭。4、用液氮杯套于T使其降温至-196°C，顺序打开阀门V3-V6，将管道及废液集液管 F抽真空，当真空计G显示3 X 10_2Pa时，关闭V4、V5。5、将液氮杯取下并套于F，使其降温。用70°C热水杯套U型冷阱T，使废液气化并转移冻入F底部。6、关闭V6，将软管R的端口置于氢氧化钙溶液S中，打开氩气钢瓶减压阀，调至 0. 13MPa再顺序打开V7、V9。7、将液氮杯换成热水杯，逐渐气化废液。8、氩气进入F，沿内壁向下流动，载带废气从内插管中向上，经打开的V9导入氢氧化钙溶液S中。9、待废液集液管内吹扫干净(约30分钟)后，先将软管端口提出溶液液面，再顺序关闭V7、V9，以防溶液倒吸酿成事故。
权利要求1.一种有毒氟化物废液的无害化处理装置，法兰、内插管、侧管相焊接，废液集液管、锥面卡套、螺母、法兰紧固连接，其特征是内插管插入废液集液管中，同时废液集液管上端口插入法兰下部，由锥面卡套、螺母与法兰密封连接。
2.根据权利要求1所述有毒氟化物废液的无害化处理装置，其特征是内插管的下端口高于废液集液管底部。
专利摘要本实用新型有毒氟化物废液的无害化处理装置，涉及稳定同位素样品制备技术领域，具体的涉及硅酸盐氧同位素样品制备实验中，一种对有毒氟化物废液的无害化处理装置。本实用新型装置废液集液管，是由聚三氟氯乙烯材料制成，上端口用带有内插管的不锈钢法兰及锥面卡套密封。安装于氧同位素样品制备系统中，将每批实验后的氟化物废液，用冷冻气化方法转移至废液集液管底部，引入一定压力的氩气，不断稀释、吹扫废液至氢氧化钙溶液中，反应生成氟化钙等无害物质。可及时、有效的处理每批实验产生的有毒氟化物，解决了有毒氟化物废液对环境的污染问题。
文档编号C02F1/58GK202089814SQ201020260900
公开日2011年12月28日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者李洪伟, 李铁军 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所