一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法与流程

本发明涉及含氟废酸处理，具体涉及一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法。

背景技术：

1、氟是人体中重要的微量元素，是牙齿及骨骼必要的成分。但过量摄入则会引起氟骨症和氟斑牙等中毒症状，且其极易被人体和动植物吸收，积累在生物体中造成中毒。在半导体、面板、光伏行业生产工艺中，有时需要使用氢氟酸或其他酸混合，进行表面处理，这样就不同程度地排出了含氟废酸，这些废水的酸性强，氟化物浓度高。目前通用的处理方法是采用化学沉淀法，化学沉淀法以各种钙源(氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、电石渣等)为沉淀剂，利用f-与ca2+生成难的caf，沉淀而除去氟离子，用这种方式处理含氟废酸会产生大量的氟化钙、氟化钠及硫酸钙等固体废物，这些污泥成分复杂，资源化利用难度大，一般采用填埋的方式进行处理，大量的氟资源转化成了没有经济利用价值的污泥，不仅造成氟资源的浪费，还存在二次污染风险。同时采用化学沉淀法处理光伏废酸还会造成废酸中其他有用成分的损失。针对现有技术的不足，本发明提出一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法从而实现资源回收再利用对节能环保具有重大意义。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法：通过将含氟废酸进行超微细气泡吹脱，将吹脱出来的气体一部分进行低温水喷淋处理，得到有水氢氟酸，将吹脱出来的气体另一部分进行控温除水汽，之后经过化学脱水、冷凝，得到工业无水氟化氢，将超微细气泡吹脱后余下的残留液体进行反应处理，回收酸液和氟硅酸盐，解决了现有的含氟废酸处理方法大量的氟资源转化成了没有经济利用价值的污泥，不仅造成氟资源的浪费，还存在二次污染风险的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，包括以下步骤：

4、步骤一：将含氟废酸进行超微细气泡吹脱；

5、步骤二：将吹脱出来的气体一部分进行低温水喷淋处理，得到有水氢氟酸；

6、步骤三：将吹脱出来的气体另一部分进行控温除水汽，之后经过化学脱水、冷凝，得到工业无水氟化氢；

7、步骤四：将超微细气泡吹脱后余下的残留液体进行反应处理，回收酸液和氟硅酸盐。

8、作为本发明进一步的方案：步骤一中的所述含氟废酸来自半导体、面板、光伏行业生产工艺中使用氢氟酸产生的废酸。

9、作为本发明进一步的方案：步骤一中的所述超微细气泡吹脱的具体过程如下：

10、控制温度为20～30℃，使用真空泵减压将压力控制在1atm以下，透过超微细气泡设备将空气打散在含氟废酸中，形成大量粒径小于0.5μm以下的空气气泡，将含氟废酸进行吹脱，使沸点低的氢氟酸随着含氟废酸中上浮的超微细气泡吹脱出来，形成氟化氢气体逸出废酸。

11、作为本发明进一步的方案：步骤二中的所述低温水喷淋处理的具体过程如下：

12、控制喷淋塔系统中的喷淋水的水温小于15℃，喷淋水吸收气体中的氢氟酸，形成有水氢氟酸。

13、作为本发明进一步的方案：步骤三中的所述控温除水汽的具体过程如下：

14、控制气体输送管道的温度为25～35℃，水汽冷凝回流，水汽冷凝下来，达到脱除大量水汽的功能，氟化氢气体向后端输出。

15、作为本发明进一步的方案：步骤三中的所述化学脱水的具体过程如下：

16、将氟化氢气体透过吸附脱水剂进行吸附脱水，得到无水氟化氢气体。

17、作为本发明进一步的方案：所述吸附脱水剂为无水硫酸钠、无水硫酸镁中的一种。

18、作为本发明进一步的方案：步骤三中的所述冷凝的具体过程如下：

19、控制温度为-20～10℃，将无水氟化氢气体冷凝，形成工业无水氟化氢。

20、作为本发明进一步的方案：步骤四中的所述反应处理的具体过程如下：

21、向残留液体中加入沉淀法白炭黑，控制反应温度为55-75℃，搅拌反应0.5-1.5h，之后真空抽滤，向滤液中加入硫酸盐或者盐酸盐，继续搅拌反应0.5-1.5h，之后真空抽滤，将滤液收集，得到酸液，将滤饼用清水洗涤后进行干燥，控制反应温度为110-120℃的条件下干燥2-2.5h，得到氟硅酸盐。

22、作为本发明进一步的方案：所述沉淀法白炭黑的加入量为每1kg残留液体中加入20-30g沉淀法白炭黑。

23、作为本发明进一步的方案：所述沉淀法白炭黑的粒径为2-10μm。

24、作为本发明进一步的方案：所述硫酸盐或者盐酸盐的加入量为每1kg残留液体中加入100-150g硫酸盐或者盐酸盐。

25、作为本发明进一步的方案：所述硫酸盐为硫酸钠，所述盐酸盐为氯化钾。

26、作为本发明进一步的方案：所述酸液为硫酸或者盐酸。

27、作为本发明进一步的方案：所述氟硅酸盐为氟硅酸钠或者氟硅酸钾。

28、本发明的有益效果：

29、本发明的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，通过将含氟废酸进行超微细气泡吹脱，将吹脱出来的气体一部分进行低温水喷淋处理，得到有水氢氟酸，将吹脱出来的气体另一部分进行控温除水汽，之后经过化学脱水、冷凝，得到工业无水氟化氢，将超微细气泡吹脱后余下的残留液体进行反应处理，回收酸液和氟硅酸盐；

30、该方法中不走传统产生大量污泥的做法，直接先将有价值的氢氟酸经过吹脱提取出来一部分，制成有水氢氟酸与工业无水氟化氢，有水氢氟酸与工业无水氟化氢经过浓度配制，可以回用到半导体、面板、光伏行业生产工艺中，实现综合利用的同时也减少二次污染的产生，创造效益；

31、该方法中将经过吹脱后的残留液体进行反应处理，残留液体仍然含有大量的氢氟酸和氟硅酸，通过添加沉淀法白炭黑，会发生如下反应：6hf+sio2→h2s if6+2h2o，从而充分的将残留液体中的氢氟酸转化成氟硅酸，在向其中添加硫酸盐或者盐酸盐，添加硫酸盐时会发生如下反应：h2s if6+na2so4＝na2sif6↓+h2so4，从而将氟硅酸充分转化成酸液和氟硅酸钠进行回收，添加盐酸盐时会发生如下反应：h2s if6+2kc l＝k2s i f6↓+2hcl，从而将氟硅酸充分转化成酸液和氟硅酸钾进行回收，得到的产物易于分离且无其他污染，回收的酸液可用于酸洗领域，回收的氟硅酸盐纯度高，可以直接售卖或者使用，创造经济价值；

32、综上所述，该方法通过含氟废酸的再利用，不仅提高了资源利用率，降低了对环境的影响，所得氢氟酸、酸液以及氟硅酸盐具有较高的市场价值，经济效益显著，此外，本发明的工艺流程简单易行，适用于大规模工业生产。

技术特征：

1.一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤一中的所述含氟废酸来自半导体、面板、光伏行业生产工艺中使用氢氟酸产生的废酸。

3.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤一中的所述超微细气泡吹脱的具体过程如下：

4.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤二中的所述低温水喷淋处理的具体过程如下：

5.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤三中的所述控温除水汽的具体过程如下：

6.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤三中的所述化学脱水的具体过程如下：

7.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤三中的所述冷凝的具体过程如下：

8.根据权利要求1所述的一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，其特征在于，步骤四中的所述反应处理的具体过程如下：

技术总结
本发明涉及含氟废酸处理技术领域，具体涉及一种含氟废酸综合利用回收氢氟酸的方法，用于解决现有的含氟废酸处理方法大量的氟资源转化成了没有经济利用价值的污泥，不仅造成氟资源的浪费，还存在二次污染风险的问题；该方法通过将含氟废酸进行超微细气泡吹脱，将吹脱出来的气体一部分进行低温水喷淋处理，得到有水氢氟酸，将吹脱出来的气体另一部分进行控温除水汽，之后经过化学脱水、冷凝，得到工业无水氟化氢，将超微细气泡吹脱后余下的残留液体进行反应处理，回收酸液和氟硅酸盐，通过含氟废酸的再利用，不仅提高了资源利用率，降低了对环境的影响，此外，本发明的工艺流程简单易行，适用于大规模工业生产。

技术研发人员：张英德,钭家燕
受保护的技术使用者：上海禹律环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1