專利名稱：氫氟酸生成裝置及氫氟酸生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以吸附劑，從排水、廢液、廢氣中、廢棄物中等所 含的氟化合物或氟混合物中，將含氟化物的有害物質(zhì)進行吸附處理，并 由該吸附劑生成氫氟酸(氟化氫酸)的裝置及方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于除去排水、廢液中所含的氟，并回收該氟的方法，稱為晶析法 的方法是廣為人知的，該方法根據(jù)重結(jié)晶析出原理，將廢液中的氟離子制成氟化鈣(CaF2)后取出。然而，此晶析法在生成高純度的氟化鈣 (CaF2)時存在以下的問題無法從含有氟以外的雜質(zhì)的排水、廢液進 行再生，僅限于半導(dǎo)體制造中所使用的高純度氫氟酸廢液，而且為了獲 得氫氟酸需要從氟化鈣生成氫氟酸的工序。作為解決此問題的方法，在下述專利文獻l中揭示有使用吸附劑來 再生氫氟酸的方法。此方法利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的 無機陶瓷系吸附劑，從含有氟的排水、廢液中將氟進行吸附處理，使用 吸附處理后的吸附劑來使氫氟酸再生，并利用蒸餾機構(gòu)來使吸附劑與濃 硫酸溶液反應(yīng)而從吸附劑分離出氟，將通過蒸餾操作所生成的氟化氳氣 體予以液化來獲得氫氟酸。若根據(jù)此方法，即使從含有各種雜質(zhì)的氫氟 酸排水等亦可直接再生氫氟酸。專利文獻l:特開2004-345949號爿>凈艮 發(fā)明內(nèi)容然而，若根據(jù)上述專利文獻l所記載的方法，在吸附劑中作為雜質(zhì) 而含有其它金屬成分時，氟化物的氟離子容易與其它金屬成分結(jié)合，從 而產(chǎn)生氫氟酸生成效率降低的問題。而且，由于吸附劑中的二氧化硅因 與濃硫酸反應(yīng)而分解消失，因此亦發(fā)生吸附劑劣化而無法使用的問題。有鑒于此問題，本發(fā)明的課題是利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的無機陶瓷系吸附劑，從含有氟的排水、廢液中將氟進行吸附處 理，并使用吸附處理后的吸附劑來生成氫氟酸的情況下，提高氫氟酸的 生成效率，并且抑制吸附劑劣化。為了解決上述i果題，本發(fā)明具有如下構(gòu)成。第1項所述的發(fā)明是一種氫氟酸生成裝置，其利用以活性氧化鋁及 二氧化硅作為主成分的陶瓷系吸附劑，從含有氟離子的氟化合物或氟混 合物中將氟離子進行吸附處理，并使用吸附處理后的吸附劑來生成氫氟酸；其中，具備蒸餾機構(gòu)及冷卻機構(gòu)，所述蒸餾機構(gòu)使上述吸附劑與強 堿或強酸反應(yīng)，并且添加結(jié)晶性二氧化硅來生成六氟硅酸氣體，所述冷 卻機構(gòu)冷卻由上述蒸餾機構(gòu)所生成的六氟硅酸氣體，并進行水解來生成 氫氟酸。第2項所述的發(fā)明是在所述氫氟酸生成裝置中，其中，所述蒸餾機構(gòu)進一步添加磷酸。第3項所述的發(fā)明是在所述氫氟酸生成裝置中，其中，所述蒸餾機 構(gòu)蒸餾操作的加熱溫度設(shè)定為IIO'C ~ 160'C。第4項所述的發(fā)明是在所述氫氟酸生成裝置中，其中，進一步包含 清洗機構(gòu)，其在所述蒸餾機構(gòu)中所述蒸餾操作的加熱溫度達到130。C以 上以后，利用水蒸氣，將六氟硅酸氣體從所迷蒸餾機構(gòu)清洗至所述冷卻 機構(gòu)。第5項所述的發(fā)明是在第4項所述的氫氟酸生成裝置中，所述清洗 機構(gòu)將水蒸氣的清洗的初期速度設(shè)定為l分鐘送出相對于反應(yīng)物總量約1/10以下的量的水蒸氣的速度，并階段性地加快清洗速度，在由冷卻機 構(gòu)所生成的氫氟酸量相對于所述反應(yīng)物總量達到約1~5倍的階段，停 止水蒸氣的清洗。此外，此處的量意味著質(zhì)量，反應(yīng)物總量意味著包括 吸附劑量及添加的強堿或強酸及結(jié)晶性二氧化硅、進而添加磷酸時還包 括磷酸的總反應(yīng)物量。第6項所述的發(fā)明是在第4或5項所述的氫氟酸生成裝置中，所述 冷卻機構(gòu)在1'C 20。C的范圍將六氟硅酸氣體及水蒸氣液化來形成氫氟第7項所述的發(fā)明是一種氫氟酸生成方法，其利用以活性氧化鋁及 二氧化硅作為主成分的陶瓷系吸附劑，從含有氟離子的氟化合物或氟混 合物等中將氟離子進行吸附處理至吸附飽和，并使用吸附處理后的吸附 劑來使氫氟酸再生；其中，具有蒸餾工序及冷卻工序，所述蒸餾工序階 段性一定量地添加上述吸附劑及強堿或強酸進行反應(yīng)，并進一步添加微 量的結(jié)晶性二氧化硅及磷酸進行反應(yīng)來暫時生成六氟硅酸，所述冷卻工 序一面冷卻來液化已生成的六氟硅酸， 一面使其水解來生成氫氟酸。第1項所述的發(fā)明在蒸餾機構(gòu)中添加結(jié)晶性二氧化硅來生成六氟硅 酸氣體(6HF + Si02—H2SiF6 + 2H20 )。由此，可抑制氟離子與吸附劑 中所含的金屬離子反應(yīng)，提高氫氟酸生成效率。而且，由于通過添加結(jié) 晶性二氧化硅來抑制吸附劑的二氧化硅因強酸或強堿而減少，因此可抑 制吸附劑劣化。第2項所述的發(fā)明的效果是，在蒸餾機構(gòu)中，即使吸附劑所含的鋁 成分被強酸或強堿溶出，通過添加磷酸，仍可防止溶出的鋁與氟結(jié)合， 并促進氟化物(HF)的溶出。第3項所述的發(fā)明通過將上述蒸餾機構(gòu)中蒸餾操作的加熱溫度設(shè)定 為110。C ~ 160'C ，可僅餾出六氟硅酸，并抑制餾出其它重金屬有害物質(zhì)。 亦即，由于重金屬的沸點甚高，例如鉛為1740'C，鎘為766'C，鉻為 2200。C,三氧化二砷為278°C,汞為356。C，相較于此，六氟硅酸的沸 點約為110。C，因此在110。C 160。C的范圍，僅六氟硅酸氣化而餾出， 從而可以抑制重金屬餾出。第4項所述的發(fā)明具備利用水蒸氣將六氟硅酸清洗至冷卻機構(gòu)的清 洗機構(gòu)，在上述蒸餾操作的加熱溫度達到130'C以后再利用水蒸氣進行 清洗，由此來防止由于水蒸氣凝聚而造成液量增加，可防止再生氫氟酸 的濃度降低。進一步而言，由于可防止六氟硅酸在中途路徑被水解而停 滯，因此可防止六氟硅酸的餾出惡化。第5項所述的發(fā)明將水蒸氣的清洗的初期速度^L定為l分鐘送出相 對于反應(yīng)物總量約1/10以下的量的水蒸氣的速度，并階段性地加快清 洗速度，在由冷卻機構(gòu)所生成的氫氟酸量相對于上述反應(yīng)物總量達到約 1~5倍的階段，停止水蒸氣的清洗，從而能以最小限度的水蒸氣量，有效地進行六氟硅酸氣體的清洗，可防止所獲得的氫氟酸的濃度降低。亦 即，在蒸餾機構(gòu)中反應(yīng)初期階段，由于六氟硅酸氣體的餾出積極進展，因此將水蒸氣速度較小地設(shè)定為1分鐘相對于反應(yīng)物量的總量為1/10的量，并隨著六氟硅酸氣體的餾出速度降低來階段性地提高水蒸氣速 度，以便穩(wěn)定地清洗氟化物，在所生成的氫氟酸量相對于清洗所用的反應(yīng)物總量達到約1~5倍的時刻停止清洗，從而可抑制清洗所用的總水 蒸氣量，并且可以將所生成的大致全部的六氟硅酸氣體向冷卻機構(gòu)趕 出。第6項所述的發(fā)明的效果是，在上述冷卻機構(gòu)1'C 20。C的范圍將六氟硅酸氣體及水蒸氣液化來獲得氫氟酸，由此在用于清洗的水蒸氣液化的過程中，六氟硅酸會被水解而成為氟化物(HF )及四氟化硅(SiF4 )， 由于具有沸點為-86。C的低沸點的四氟化硅(SiF4)在分解后會氣化， 并經(jīng)由除去裝置而排出至外部，因此僅具有約20。C以上的沸點的氟化物 (HF)未氣化，可溶于水而成為氫氟酸來回收。第7項所述的發(fā)明仍舊在蒸餾工序中添加結(jié)晶性二氧化硅來生成六 氟硅酸氣體，由此可抑制氟離子與吸附劑中所含的金屬離子反應(yīng)，可提 高氫氟酸生成效率。而且，通過添加結(jié)晶性二氧化硅來抑制吸附劑的二 氧化硅因強酸或強堿而減少，因此可抑制吸附劑劣化。


圖l是模式性地表示實施方式的氫氟酸生成裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示比較氫氧化鈉與硫酸從吸附劑溶出氟化物的量的實驗結(jié) 果圖。符號說明1蒸餾塔 2加熱爐 4, 5通路 8原料投入口 10水蒸氣發(fā)生層 11溶液槽16冷卻層41結(jié)晶二氧化硅槽43磷酸槽具體實施方式
根據(jù)以下圖式來詳述本發(fā)明的實施方式。圖l表示本實施方式的氫氟酸生成裝置的模式圖。本氫氟酸生成裝 置設(shè)置作為蒸餾機構(gòu)的蒸餾塔1,在此蒸餾塔1的內(nèi)部設(shè)置加熱爐2及 連通于此加熱爐2的原料投入通路3，并且設(shè)置連通加熱爐2與蒸餾塔 1的上部一側(cè)的水蒸氣供給用的螺旋狀通路4、及連通加熱爐2與蒸餾 塔1的上部另 一側(cè)的六氟硅酸氣體送出用的螺旋狀通路5。在原料投入通路3，經(jīng)由開閉岡6及送料斗7而連接有原料投入口 8，并進一步在原料投入通路3，經(jīng)由開閉閥42而連接有結(jié)晶性二氧化 硅槽41，并且經(jīng)由開閉閥44而連接有磷酸槽43。而且，在加熱爐2， 經(jīng)由開閉閥12而連接溶液槽11,該溶液槽11儲存有強堿溶液例如氫氧 化鈉(NaOH)或強酸溶液例如硫酸(H2S04)。然后，在通路4,經(jīng)由 開閉閥9而連接有水蒸氣發(fā)生槽10。水蒸氣發(fā)生槽IO加熱純水來生成 純水的水蒸氣，將此水蒸氣從通路4向加熱爐2內(nèi)供給，來清洗流通于 通路5的六氟硅酸氣體。并且，在加熱爐2的底部，經(jīng)由管線35及開 閉閥36而設(shè)置有密封型的廢液槽37。此管線35設(shè)置于不允許后述吸附 劑通過、并僅允許廢液流下至廢液槽37的固液分離通路。此固液分離 通路亦可形成網(wǎng)狀通路或在管線35的上部設(shè)置過濾器來構(gòu)成。在通路5的送出端，經(jīng)由設(shè)有防逆流閥14的連通路15而連接有作 為冷卻機構(gòu)的冷卻塔16。此冷卻塔16將通過蒸餾操作所生成的六氟硅 酸氣體液化并使其水解來形成氫氟酸(HF + H20 );此冷卻塔16具備內(nèi) 管17以及冷卻線圈18，所述內(nèi)管17使六氟硅酸氣體從其上端流下并連 接于上述防逆流閥14下端，所述冷卻線圏18螺旋狀地巻繞于該內(nèi)管17 的外周并在內(nèi)部流通有冷卻水(工業(yè)用水或純水)。而且，在上述防逆 流閥14的上端連接有除去器46，其除去由六氟硅酸氣體的水解所產(chǎn)生 的四氟化硅氣體。此外，使用防逆流閥14來防止由蒸餾停止時的溫度 減少所伴隨的壓力差所引起的從冷卻塔16餾出的氟化氫酸逆流，也可使用附防逆流閥的開閉閥來代替防逆流閥14。進一步而言，在上述內(nèi)管 17的下端，經(jīng)由開閉閥19及管線20而設(shè)置有儲藏已液化的氟化氫酸的 儲藏槽21。在儲藏槽21的下一段，經(jīng)由開閉閥22、管線23及開閉閥24而連 接有多個作為濃縮機構(gòu)的濃縮塔25， 26， 27。濃縮塔25, 26， 27是對應(yīng)于 用途目的來將由冷卻塔16所液化的氫氟酸濃縮為特定的氫氟酸濃度的 濃縮機構(gòu)，其通過蒸發(fā)特定量的作為氫氟酸中溶劑的水分來調(diào)整氫氟酸 濃度。各濃縮塔25， 26， 27的氫氟酸濃度分別相同或不同均可。此外， 由于H20在100。C蒸發(fā)，氫氟酸的沸點為108°C，因此在100。C以下進 行加熱濃縮。然后，在濃縮塔25,26,27的上部設(shè)置管線29，其具備濃 縮時使水蒸氣散逸至大氣中的防逆流岡構(gòu)造的散逸閥28。而且，在濃縮 塔25, 26, 27的下部，經(jīng)由管線30及開閉閥31而i殳置有儲存被濃縮為 特定濃度的氫氟酸的儲藏槽32， 33, 34。接著，對使用上述構(gòu)成的氫氟酸生成裝置的氫氟酸生成方法進行說明。首先，在原料投入口 8投入固體的使用完畢的吸附劑A。吸附劑A 是以活性氧化鋁(此活性氧化鋁是多孔質(zhì)且具有大的比表面積的非結(jié)晶 質(zhì)氧化鋁，具有吸附力強的特性)及二氧化硅(Si02)作為主成分的陶 瓷系吸附劑；通過此吸附劑可從混合多種重金屬等有害物質(zhì)的氫氟酸排 水、廢液中，利用吸附過濾法來同時或階段性除去包含該排水、廢液中 的氟在內(nèi)的多種有害物質(zhì)。這里，使用因使用而成為吸附飽和狀態(tài)的吸 附劑A。在此吸附飽和狀態(tài)的吸附劑A中，HF (氟化物)成為作為吸 附劑A成分的二氧化硅(Si02)與HF (氟化物)結(jié)合的化合物，即六 氟硅酸(H2SiF6)的狀態(tài)。即，HF (氟化物)單體中氟離子容易與其 它金屬結(jié)合，但在吸附飽和狀態(tài)的吸附劑A中，由于呈現(xiàn)為六氟硅酸的 狀態(tài)，因此氟離子不易與其它金屬結(jié)合。此吸附劑A經(jīng)由送料斗7、開 閉閥6、通路3而落至加熱爐2。在此加熱爐2內(nèi)預(yù)先從溶液槽11注入與吸附劑A的重量相應(yīng)的強 堿(例如氫氧化鈉)或強酸(例如硫酸)的溶液B。由此，落至加熱爐 2的使用完畢的吸附劑A與強堿或強酸的溶液B反應(yīng)而溶出氟化物。此 外，在吸附劑A上同時吸附有氟化物及鉛或溶解性鐵等金屬成分時，在蒸餾塔1中若與強堿溶液或強酸溶液反應(yīng)，則從吸附劑A除了溶出氟化 物，還會溶出金屬成分。投入加熱爐2的溶液B可根據(jù)狀況來適當選擇。例如溶液B若使用 硫酸，則伴隨蒸餾操作可能也會微量蒸餾出硫酸根離子(Si04—)，雖產(chǎn) 生混合于餾出液的影響，但硫酸根離子不屬于排水限制及地下滲透限制 法等的限制物質(zhì)，在金屬洗滌工序中，有時也將氫氟酸及硝酸、硫酸等 混合來作為混合酸使用，因此其影響程度小。而且，硫酸根離子亦已確 立了以市售的專用離子交換樹脂來吸附除去、或使其與溶解性鐵化合而 制成硫化鐵來進行沉淀處理的一般處理方法，根據(jù)情況從餾出液進行除 去處理的方法也是容易的。進一步而言，若使用氫氧化鈉來進行溶出處理，可避免硫酸根離子 混合于餾出液。圖2表示比較氫氧化鈉與硫酸從吸附劑A溶出氟化物量 的實驗結(jié)果。如圖2所示，作為從吸附劑A的含金屬成分的氟化物的溶 出處理，氫氧化鈉(NaOH)或硫酸(H2S04)的任一方均顯示出溶出， 但氫氧化鈉的溶出效果稍大。如此，根據(jù)使用者所要求的氫氟酸規(guī)格，混合硫酸根離子不會構(gòu)成 問題時以硫酸來進行溶出處理，要求氫氟酸純度(無其它雜質(zhì))時則宜 以氫氧化鈉來進行處理。并且,從結(jié)晶性二氧化硅槽41將微量的結(jié)晶性二氧化硅與吸附劑A 一同投入加熱爐2，并進一步從磷酸槽43投入微量的磷酸。未添加結(jié)晶 性二氧化硅時，在加熱爐2內(nèi)溶出的氟化物與金屬成分會反應(yīng)而生成金 屬氟化物。金屬氟化物的沸點非常高，難以進行蒸餾操作。然而，通過 添加微量的結(jié)晶性二氧化硅，即可防止氟化物(HF)與金屬反應(yīng)，并 再度生成六氟硅酸(H2SiF6)。而且，若使用吸附劑A與作為強酸溶液的疏酸來反應(yīng)，作為吸附劑 A成分的二氧化硅與氟化物反應(yīng)所生成的六氟硅酸維持原樣而溶出，吸 附劑A的成分消失，產(chǎn)生無法再次使用的問題，但通過添加結(jié)晶性二氧 化硅具有可以防止該問題的優(yōu)點。此外，由于氟化物難以與非結(jié)晶的二氧化硅反應(yīng)，因此若使用非結(jié)晶的二氧化硅，伴隨于蒸餾操作的六氟硅酸的再生成及餾出會大幅降 低，因此須選擇結(jié)晶性的二氧化硅。進一步而言，未投入微量磷酸時，作為吸附劑A主成分的活性氧化 鋁，亦即鋁成分會與強堿或強酸的溶液B反應(yīng)，被捕捉進入吸附劑A 中的氟化物無法溶出，并與鋁成分引起金屬結(jié)合而發(fā)生生成金屬氟化物 的反應(yīng)。作為此反應(yīng)的阻礙劑，可通過添加微量磷酸來阻止鋁成分與氟 化物反應(yīng)。如以上，在加熱爐2中，從吸附劑A溶出的氟化物(HF)與結(jié)晶 性二氧化硅反應(yīng)，如以下化學(xué)式所示生成六氟硅酸(H2SiF6)及水 (2H20 )。6HF+Si02—H2SiF6 + 2H20這里，將通過加熱爐2所進行的蒸餾操作的加熱溫度設(shè)定為120'C ~ 160。C，更宜設(shè)定為130°C~150。C,尤宜設(shè)定為145。C，則由于六氟珪 酸的沸點約為110'C，水沸點約為100'C,因此雙方均可成為氣化狀態(tài)。 由此范圍的溫度，僅沸點低的六氟硅酸氣化，六氟硅酸的餾出成為最大， 從而可以阻止沸點高的其它重金屬有害物質(zhì)蒸發(fā)。如此所生成的六氟硅酸(H2SiF6)利用從水蒸氣發(fā)生槽10送來的水 蒸氣被清洗至冷卻塔16。利用水蒸氣開始清洗的時機設(shè)定為蒸餾塔1 中的加熱溫度達到130。C以上的階段。此外，若在蒸餾塔l的溫度小于 130。C的較低溫度下生成水蒸氣，則水蒸氣會在中途的配管路徑上凝聚， 六氟硅酸氣體在中途停滯，結(jié)果由于配管面上生成的水分，會在被導(dǎo)引 至冷卻槽16的中途階段引起水解，進入冷卻槽16的六氟硅酸濃度降低。 而且，由于水蒸氣在中途階段凝聚為水分，因此水蒸氣量增加、進而六 氟硅酸濃度降低這一惡性循環(huán)重復(fù)，六氟硅酸的餾出效率降低，導(dǎo)致再 生的氫氟酸濃度降低。另一方面，若使用蒸餾槽1的加熱溫度在13(TC 以上所生成的水蒸氣，即使與100。C的水蒸氣混合，溫度仍不會成為 100。C以下，在路徑中途幾乎沒有水蒸氣凝聚，可大致最大限度地向冷 卻槽16送入六氟硅酸氣體。另外，若上述清洗的水蒸氣量多，則餾出液的濃度降低，亦即在冷卻槽16冷卻、發(fā)生水解而生成的氫氟酸的濃度降低。因此，如下控制 從水蒸氣發(fā)生槽10送入的水蒸氣速度。亦即，水蒸氣發(fā)生速度在初期 階段由于六氟硅酸氣體的餾出積極地進展，因此以減少水蒸氣量為目 的，1分鐘的速度設(shè)定為相對于反應(yīng)物量的總量產(chǎn)生1/10的量的速度， 并階段性地加快速度，在餾出的液量總量相對于反應(yīng)物量達到約1倍~ 5倍左右的階段，停止水蒸氣的清洗。由此，能以最小限度的水蒸氣量 有效地進行六氟硅酸氣體總量的餾出，可防止氫氟酸濃度降低。送至冷卻塔16的六氟硅酸氣體及清洗用的純水水蒸氣在流下內(nèi)管 17的期間，被冷卻線圏18冷卻至1'C 20'C的溫度范圍，更宜冷卻至 10。C左右而液化。此外，還可使用冷媒來代替流通于冷卻線圈18的冷 卻水，并將冷卻溫度設(shè)定于10。C以下左右。在此冷卻過程中，六氟硅酸 如下述反應(yīng)式所示被水解，并分解為氟化物、水及四氟化硅(氣體)。H2SiF6-2HF+SiF4t所生成的四氟化硅的沸點低至-86。C,因此在此溫度下為氣化狀態(tài)， 從連接于上述內(nèi)管17的上端部的防逆流岡14經(jīng)由除去器46被分解排 出。另一方面，所生成的氟化物(HF)的沸點約20'C，在冷卻塔16的 冷卻溫度下不會氣化，而且由于具有迅速溶于水的性質(zhì)，因此溶入純水 中而成為氫氟酸，并暫時儲藏于儲藏槽21。儲藏于儲藏槽21的氫氟酸經(jīng)由開閉閥22、管線23、開閉閥24而 供給至濃縮塔25、 26、 27，并調(diào)整為所需的氫氟酸濃度。若例示有關(guān)此 氫氟酸濃度的調(diào)整，相對于l卯0升的純水，由六氟硅酸氣體液化而水 解所生成的氫氟酸(餾出液)為IOO升時，生成濃度為5%的氫氟酸， 若在濃縮塔使其蒸發(fā)1000升的水分，則成為100/ ( 900 + 100 ) xlOO = 10%的氫氟酸，可將氫氟酸濃度濃縮為2倍。即，僅通過蒸發(fā)水分量， 可任意濃縮氫氟酸濃度。此外，若例如使用者所期待的氫氟酸濃度為1 種，則濃縮塔僅為l個即可。如以上所詳述，上述實施方式的氳氟酸生成裝置是利用以活性氧化 鋁(A1203 )及二氧化硅(Si02)作為主成分的陶瓷系吸附劑A,將含有氟化物HF的氟化合物或混合物，例如排水、廢液、廢棄物及廢氣中 所含有的氟化物進行吸附處理，并使用吸附處理后的吸附劑A來使氫氟 酸再生的裝置；其中，具備蒸餾槽1及冷卻槽16，蒸餾槽l添加吸附劑 A、強堿或強酸的溶液B、微量磷酸及結(jié)晶性二氧化硅，使氟化物從吸 附劑A分離后，再度生成六氟硅酸，并使其氣化，冷卻槽16將由水蒸 氣的蒸餾操作所生成的六氟硅酸氣體液化并水解來形成氫氟酸。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，蒸餾槽1使吸附劑A與例如氫氧化鈉或硫酸的溶液B 反應(yīng)，使吸附于吸附劑A的氟化物及其它雜質(zhì)溶出，利用氟化物會迅速 與結(jié)晶性二氧化硅反應(yīng)的性質(zhì)，來再度生成六氟硅酸(H2SiF6)，六氟 硅酸在約110。C以上的溫度下會容易氣化而餾出。由于六氟硅酸的沸點 較水稍高而約為IIO'C左右，因此容易與水分離，并且由于沸點低，因 此熱能也小，故蒸餾成本也低廉。而且，根據(jù)六氟硅酸容易水解的性質(zhì)，經(jīng)水蒸氣清洗過的六氟硅酸 氣體與水蒸氣混合后，利用冷卻時水蒸氣成為水的性質(zhì)，經(jīng)液化的六氟 硅酸與水反應(yīng)而水解，從而可以從六氟硅酸容易地獲得氫氟酸。
權(quán)利要求
1.一種氫氟酸生成裝置，其利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的陶瓷系吸附劑，從含有氟離子的氟化合物或氟混合物中將氟離子進行吸附處理，并使用吸附處理后的吸附劑來生成氫氟酸；其中，具備蒸餾機構(gòu)及冷卻機構(gòu)所述蒸餾機構(gòu)添加所述吸附劑及強堿或強酸進行反應(yīng)，并且添加結(jié)晶性二氧化硅來生成六氟硅酸氣體，所述冷卻機構(gòu)冷卻由所述蒸餾機構(gòu)所生成的六氟硅酸氣體，并進行水解來生成氫氟酸。
2. 權(quán)利要求l所述的氫氟酸生成裝置，其中，所述蒸餾機構(gòu)進一 步添加磷酸。
3. 權(quán)利要求1或2所述的氫氟酸生成裝置，其中，所述蒸餾機構(gòu)蒸餾操作的加熱溫度設(shè)定為not: ~ 160x:。
4. 權(quán)利要求1~3中任一項所述的氫氟酸生成裝置，其中，所述氫氟酸生成裝置進一步包含清洗機構(gòu)，該機構(gòu)在所述蒸餾機構(gòu)中蒸餾操 作的加熱溫度達到13or;以上之后，利用水蒸氣將六氟硅酸氣體從所述 蒸餾機構(gòu)清洗至所述冷卻機構(gòu)。
5. 權(quán)利要求4所述的氫氟酸生成裝置，其中，所述清洗機構(gòu)將水 蒸氣清洗的初期速度設(shè)定為1分鐘送出相對于反應(yīng)物總量約1/10以下的量的水蒸氣的速度，并階段性地加快清洗速度，在由冷卻機構(gòu)所生成的氫氟酸量相對于所述反應(yīng)物總量達到約1~5倍的階段，停止水蒸氣的清洗。
6. 權(quán)利要求4或5所述的氫氟酸生成裝置，其中，所述冷卻機構(gòu)在it; 2or;的范圍將六氟硅酸氣體及水蒸氣液化來獲得氫氟酸。
7. —種氫氟酸生成方法，其利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的陶瓷系吸附劑，從含有氟離子的氟化合物或氟混合物中，將氟離 子進行吸附處理至吸附飽和，并使用吸附處理后的吸附劑來使氬氟酸再生；其中，具有蒸餾工序及冷卻工序，所述蒸餾工序階段性一定量地添加所述吸附劑及強堿或強酸進行反應(yīng)，并進一 步添加微量的結(jié)晶性二氧 化硅及磷酸進行反應(yīng)來暫時生成六氟硅酸，所述冷卻工序一面將已生成 的六氟硅酸冷卻并液化， 一面使其水解來生成氫氟酸。
全文摘要
本發(fā)明的課題是利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的無機陶瓷系吸附劑，從含有氟的排水、廢液中將氟進行吸附處理，并使用吸附處理后的吸附劑來生成氫氟酸的情況下，提高氫氟酸的生成效率，并且抑制吸附劑劣化。因此，本發(fā)明提供一種氫氟酸生成裝置，其利用以活性氧化鋁及二氧化硅作為主成分的陶瓷系吸附劑，從含有氟離子的氟化合物或氟混合物中將氟離子進行吸附處理，并使用吸附處理后的吸附劑來生成氫氟酸；且其具備蒸餾機構(gòu)及冷卻機構(gòu)，所述蒸餾機構(gòu)使上述吸附劑與強堿或強酸反應(yīng)，并且添加結(jié)晶性二氧化硅來生成六氟硅酸氣體，所述冷卻機構(gòu)冷卻由上述蒸餾機構(gòu)所生成的六氟硅酸氣體，并進行水解來生成氫氟酸。
文檔編號B01D3/00GK101277899SQ20068002030
公開日2008年10月1日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者仲喜治一 申請人:日本頂點服務(wù)有限會社;堺鋼板株式會社