專利名稱：有毒氟化物廢液的無害化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及穩(wěn)定同位素樣品制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種硅酸鹽氧同位素樣品制備實驗方法中，對有毒氟化物廢液的無害化處理及實現(xiàn)該處理方法的裝置。本實用新型適合于高等院校和科研單位，在進行氧同位素樣品制備時，對大批有毒廢液的無害化處理，以杜絕毒氣對環(huán)境的污染。
背景技術(shù)：
硅酸鹽樣品與試劑反應(yīng)放出氧氣，并轉(zhuǎn)換成二氧化碳收集，稱作氧同位素樣品制備。通過對試樣氧同位素豐度的測試分析，可有效示蹤氧的來源、成巖成礦機理、地球環(huán)境變遷等科學問題，是地質(zhì)、礦產(chǎn)、環(huán)境等領(lǐng)域不可缺少的研究手段。硅酸鹽氧同位素的樣品制備必須用到試劑五氟化溴(BrF5)。該物質(zhì)為強氧化劑， 劇毒，當環(huán)境濃度超過0. Ippm時，可對動物組織嚴重腐蝕，產(chǎn)生中毒。五氟化溴與空氣中的水接觸，會發(fā)生劇烈爆燃。在實驗室進行硅酸鹽氧同位素樣品制備時，為使其反應(yīng)完全，每批實驗，須使用過量5-10倍的五氟化溴。以石英為例，在特定的條件下其反應(yīng)式Si02+2BrF5 = 2BrF3+SiF4+02 個反應(yīng)生成物中有三氟化溴(與五氟化溴性質(zhì)相近)、四氟化硅以及大量的五氟化溴，成為氟化物廢液。以往，對這些廢液采取氣化后慢慢導(dǎo)入通風柜排入大氣，此法無疑對環(huán)境造成污染。而后有實驗室采用將氟化物廢液管冷凍卸下，加入甲基橙和硼酸，轉(zhuǎn)化成氟硼酸的方法，但操作極其危險。再后，有實驗室采用氬氣推送法將冷凍在U型冷阱中的氟化物廢液，通過金屬管道從左端推向右端，直至石灰水中，生成沉淀物。但用此法時氬氣壓力過大，會造成反應(yīng)不徹底，有濃煙溢出液面，氬氣壓力過小，溶液會反吸，引起實驗系統(tǒng)污染，嚴重時會引發(fā)爆炸。發(fā)明內(nèi)容本實用新型在于提供一種有毒氟化物廢液的無害化處理裝置，法蘭、內(nèi)插管、側(cè)管相焊接，廢液集液管、錐面卡套、螺母、法蘭緊固連接，其特征是內(nèi)插管插入廢液集液管中， 同時廢液集液管上端口插入法蘭下部，由錐面卡套、螺母與法蘭密封連接。內(nèi)插管的下端口高于廢液集液管底部。通過本實用新型裝置的內(nèi)插管上口和側(cè)管端口，安裝到氧同位素樣品制備系統(tǒng) (該系統(tǒng)是由不銹鋼管及閥門等組成的真空系統(tǒng))中。將氟化物廢液，通過不銹鋼管道，用真空冷凍方法轉(zhuǎn)移至廢液集液管底部。而后由氬氣鋼瓶輸送氬氣，不斷稀釋并吹掃廢液至氫氧化鈣溶液中，生成沉淀。其反應(yīng)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本實用新型裝置的優(yōu)勢在于每批制備實驗生成的有毒廢液，可及時、安全的得到處理。提高了該實驗的效率，避免了危險操作，解決了對環(huán)境的污染問題。
圖1是本實用新型廢液集液管裝置圖。其中1.集液管2.法蘭3.側(cè)管4.內(nèi)插管圖2是廢液集液管裝置的裝配圖。其中1.集液管2.法蘭3.側(cè)管4.內(nèi)插管5.錐面卡套圖3是廢液集液管安裝在氧同位素制備系統(tǒng)(局部)中的位置示意圖。其中A.接反應(yīng)器B.接二氧化碳轉(zhuǎn)換器C.接氬氣鋼瓶LV.接低真空泵HV.接高真空泵T. U型冷阱 V1-V9.閥門F.廢液集液管G.真空計R.軟管S.氫氧化鈣溶液具體實施方式
1、本實用新型裝置中的各部件，按圖2裝配。即，本發(fā)明提供了一種有毒氟化物廢液的無害化處理裝置，法蘭、內(nèi)插管、側(cè)管相焊接，廢液集液管、錐面卡套、螺母、法蘭緊固連接，其特征是內(nèi)插管插入廢液集液管中，同時廢液集液管上端口插入法蘭下部，由錐面卡套、螺母與法蘭密封連接。法蘭與集液管由錐面卡套密封。2、將本實用新型裝置F通過內(nèi)插管和側(cè)管與氧同位素樣品制備系統(tǒng)中的不銹鋼管連接，安裝于特定位置中(見圖3)。3、一批試樣制備結(jié)束后，廢液已集中到U型冷阱T中。此時圖3中閥門V1-V9均處于關(guān)閉。4、用液氮杯套于T使其降溫至-196°C，順序打開閥門V3-V6，將管道及廢液集液管 F抽真空，當真空計G顯示3 X 10_2Pa時，關(guān)閉V4、V5。5、將液氮杯取下并套于F，使其降溫。用70°C熱水杯套U型冷阱T，使廢液氣化并轉(zhuǎn)移凍入F底部。6、關(guān)閉V6，將軟管R的端口置于氫氧化鈣溶液S中，打開氬氣鋼瓶減壓閥，調(diào)至 0. 13MPa再順序打開V7、V9。7、將液氮杯換成熱水杯，逐漸氣化廢液。8、氬氣進入F，沿內(nèi)壁向下流動，載帶廢氣從內(nèi)插管中向上，經(jīng)打開的V9導(dǎo)入氫氧化鈣溶液S中。9、待廢液集液管內(nèi)吹掃干凈(約30分鐘)后，先將軟管端口提出溶液液面，再順序關(guān)閉V7、V9，以防溶液倒吸釀成事故。
權(quán)利要求1.一種有毒氟化物廢液的無害化處理裝置，法蘭、內(nèi)插管、側(cè)管相焊接，廢液集液管、錐面卡套、螺母、法蘭緊固連接，其特征是內(nèi)插管插入廢液集液管中，同時廢液集液管上端口插入法蘭下部，由錐面卡套、螺母與法蘭密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有毒氟化物廢液的無害化處理裝置，其特征是內(nèi)插管的下端口高于廢液集液管底部。
專利摘要本實用新型有毒氟化物廢液的無害化處理裝置，涉及穩(wěn)定同位素樣品制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及硅酸鹽氧同位素樣品制備實驗中，一種對有毒氟化物廢液的無害化處理裝置。本實用新型裝置廢液集液管，是由聚三氟氯乙烯材料制成，上端口用帶有內(nèi)插管的不銹鋼法蘭及錐面卡套密封。安裝于氧同位素樣品制備系統(tǒng)中，將每批實驗后的氟化物廢液，用冷凍氣化方法轉(zhuǎn)移至廢液集液管底部，引入一定壓力的氬氣，不斷稀釋、吹掃廢液至氫氧化鈣溶液中，反應(yīng)生成氟化鈣等無害物質(zhì)?？杉皶r、有效的處理每批實驗產(chǎn)生的有毒氟化物，解決了有毒氟化物廢液對環(huán)境的污染問題。
文檔編號C02F1/58GK202089814SQ201020260900
公開日2011年12月28日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者李洪偉, 李鐵軍 申請人:中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所