一种半导体行业含钙污泥的处理方法与流程

文档序号:26589613发布日期:2021-09-10 20:28阅读:622来源:国知局
一种半导体行业含钙污泥的处理方法与流程

1.本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域,具体涉及一种半导体行业含钙污泥的处理方法。


背景技术:

2.半导体生产工艺复杂,其中的刻蚀工序使用氢氟酸、氟化铵导致产生大量的含氟废水。目前最实用的处理方法是加入氢氧化钙、氯化钙等,通过ca
2+
和f

反应生成caf2沉淀,再通过混凝沉剂共同作用从而达到去除氟离子、净化水质的目的,同时也产生了大量的含钙含氟污泥,其中含有氟化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硅酸钙等钙盐,由于氟化钙污泥对环境危害大,目前大部分处理方式是用来制砖或作为水泥添加剂,但经过长期的积累,会对地表水、土壤、地下水造成二次污染,存在一定的社会安全隐患,基于以上原因,有效处理含钙污泥成为目前迫切解决的问题。


技术实现要素:

3.本发明的目的是提供一种半导体行业含钙污泥的处理方法,以解决现有技术处理含钙污泥后分离得到的氟化钙固体的纯度较低的问题。
4.本发明采用以下技术方案:一种半导体行业含钙污泥的处理方法,包括以下步骤:
5.s1、将含钙污泥粉碎成块状,再向块状的含钙污泥内加入稀盐酸,待反应完全无气泡产生后进行固液分离,得到溶液a和固体a;稀盐酸为块状的含钙污泥质量的4

5倍;
6.s2、在溶液a里缓慢加入浓度为98%的硫酸溶液,控制反应温度30℃

50℃之间,得到溶液b和固体b,收集反应生成的盐酸气体;
7.s3、向固体a中加入浓度为15%

35%的氢氧化钠溶液,加热到50℃

70℃,固液分离得到硅酸钠溶液和氟化钙固体;氢氧化钠溶液为固体a质量的2

3倍;
8.s4、向固体b中加入1%
‑‑
3%的转晶剂,生产成硫酸钙晶须;
9.其中,溶液a为氯化钙溶液,固体a为氟化钙,溶液b为硫酸和盐酸的混合液,固体b为固体硫酸钙。
10.进一步的,稀盐酸浓度为3%

10%。
11.进一步的,含钙污泥粉碎成直径在1cm左右的块状,加入稀盐酸后搅拌反应2

3小时。
12.本发明的有益效果是:本发明提供一种半导体行业含钙污泥资源化利用的方法,将含钙污泥分成两部分:第一部分将氟化钙分离出来,提纯;第二部分添加转晶剂,将钙盐变成硫酸钙,最终得到了纯度高的硫酸钙晶须,可以继续使用;从而达到含钙污泥资源资源化利用的目的,解决了环保问题。
附图说明
13.图1为本发明一种半导体行业含钙污泥的处理方法的方法流程图。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
15.本发明提供了一种半导体行业含钙污泥的处理方法,包括以下步骤:
16.s1、将含钙污泥通过破碎机粉碎成直径在1cm左右的块状,再向块状的含钙污泥内加入稀盐酸,并反应2

3小时;待反应完全无气泡产生后进行固液分离,得到溶液a和固体a;
17.其中,稀盐酸浓度为3%

10%,稀盐酸可以使含钙污泥中的碳酸钙、氢氧化钙、硅酸钙转化为可溶性的氯化钙。稀盐酸为块状的含钙污泥质量的4

5倍。
18.s2、在溶液a里加入硫酸溶液,控制反应温度30℃

50℃之间,得到溶液b和固体b,溶液b可循环重复使用。同时收集反应生成的盐酸气体;
19.s3、向固体a中加入浓度为15%

35%的氢氧化钠溶液,去除二氧化硅,即得到高含量的氟化钙固体;氢氧化钠溶液为固体a质量的2

3倍。
20.s4、向固体b中加入转晶剂,通过离心过滤,干燥,生产成高品质的硫酸钙晶须。
21.上述的溶液a为氯化钙溶液,固体a为氟化钙,溶液b为硫酸和盐酸的混合液,固体b为固体硫酸钙。
22.实施例1
23.(1)取200克半导体行业含钙污泥,其中氟化钙含量为38%,破碎成1cm左右的块状,加入含量为3%的稀盐酸进行充分反应2小时,直至无气泡产生,用真空泵将混合液固液分离,得到溶液a和固体a;
24.(2)给溶液a中加入硫酸,反应生成固体b,即得到硫酸钙,加入转晶剂反应后,通过固液分离后烘干后的到硫酸钙晶须;
25.(3)称取20克固体a,加入15%的氢氧化钠溶液,加热到50℃

70℃,反应1

2小时后过滤,烘干固体即得到含量为98%的氟化钙固体。
26.实施例2
27.(1)取200克半导体行业含钙污泥,其中氟化钙含量为38%,破碎成1cm左右的块状,加入含量为5%的稀盐酸进行充分反应2小时,直至无气泡产生,用真空将混合液固液分离,得到溶液a和固体a;
28.(2)给溶液a中加入硫酸,反应生成固体b,即得到硫酸钙,加入转晶剂反应后,通过固液分离后烘干后的到硫酸钙晶须;
29.(3)称取20克固体a,加入15%的氢氧化钠溶液,加热到50℃

70℃,反应1

2小时后过滤,烘干固体即得到含量为97%的氟化钙固体。
30.实施例3
31.(1)取200克半导体行业含钙污泥,其中氟化钙含量为38%,破碎成1cm左右的块状,加入含量为7%的稀盐酸进行充分反应2小时,直至无气泡产生,用真空将混合液固液分离,得到溶液a和固体a;
32.(2)给溶液a中加入硫酸,反应生成固体b,即得到硫酸钙,加入转晶剂反应后,通过固液分离后烘干后的到硫酸钙晶须;
33.(3)称取20克固体a,加入15%的氢氧化钠溶液,加热到50℃

70℃,反应1

2小时后过滤,烘干固体即得到含量为97%的氟化钙固体。
34.实施例4
35.(1)取200克半导体行业含钙污泥,其中氟化钙含量为38%,破碎成1cm的块状,加入含量为10%的稀盐酸进行充分反应2小时,直至无气泡产生,用真空将混合液固液分离,得到溶液a和固体a;
36.(2)给溶液a中加入硫酸,反应生成固体b,即得到硫酸钙加入转晶剂反应后,通过固液分离后烘干后的到硫酸钙晶须;
37.(3)称取20克固体a,加入15%的氢氧化钠溶液,加热到50℃

70℃,反应1

2小时后过滤,烘干固体即得到含量为96%的氟化钙固体。
38.对比例
39.(1)取200克半导体行业含钙污泥,其中氟化钙含量为38%,破碎成1cm左右的块状,加入含量为3%的稀盐酸进行充分反应1小时,直至无气泡产生,用真空将混合液固液分离,得到溶液a和固体a;
40.(2)通过固液分离后烘干后的到硫酸钙晶须;
41.(3)称取20克固体a,加入15%的氢氧化钠溶液,常温反应1

2小时后过滤,烘干固体即得到含量为90%的氟化钙固体。
42.将上述实施例的1

实施例4的处理方法,与对比例的处理方法进行对比,可以看出,最后得到的氟化钙固体的纯度不同,采用对比例方法分离得到的氟化钙固体的纯度低于本发明一种半导体行业含钙污泥的处理方法分离出的氟化钙固体的纯度。
43.本发明的一种半导体行业含钙污泥的处理方法,可以从含钙污泥中分离出氟化钙,解决了含钙污泥对环境造成的二次危害,而且氟化钙的回收率可达到75%以上,氟化钙的含量在95%以上,回收的氟化钙的纯度远高于行业平均水平。该方法还可以将固体硫酸钙处理得到硫酸钙晶须产品,使硫酸钙的回收率高达50%以上,硫酸钙的纯度高达90%以上,硫酸钙晶须产品可出售带来客观的经济效益。该方法中间产物溶液b可重复使用,反应生成的盐酸既可以循环使用,也可出售,达到了节省成本的目的。
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