[發明專利]自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結晶化系統及其結晶方法

有效

• 申請號: 201210375732.X
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103663522A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 商能洲;盧宗隆;張朝謙
• 申請（專利權）人: 鋒霈環境科技股份有限公司
• 主分類號: C01F7/04
• 分類號: C01F7/04
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結晶化系統，特別是涉及一種能有效將氫氟酸廢液中的氟離子結晶化為氟鋁酸鈉晶體的結晶化系統；本發明還涉及一種該結晶化系統的結晶方法。

背景技術

高濃度氫氟酸(HF，49％)或氫氟酸混酸，為半導體(IC)、液晶顯示面板(TFT-LCD)、太陽能電池等科技產業大量應用于蝕刻技術中，因而產出濃度高達49％或低至0.5％的各種濃度且體積龐大的氫氟酸廢酸，需要進行廢液處理。

目前氫氟酸廢液處理方法，以加入如CaO、Ca(OH)₂、CaCl₂等含鈣化合物與廢液中的氟離子反應生成氟化鈣(CaF₂)污泥餅，達到去除廢液中的氟離子的目的，然而，此法在處理過程中需要將高濃度氫氟酸加水稀釋成低濃度氫氟酸廢液后，再加入含鈣化合物，使氟離子與鈣確子產生氟化鈣沉淀物，尤其為使反應完全，實際加藥量一般為理論值二倍以上，不僅增加操作困難度、操作成本高，更會產生相較于氫氟酸廢液體積約5至10倍，但其中的氟化鈣純度低僅有15至40％的氟化鈣污泥，對環境形成二次污染且難以具有回收再利用的經濟效益。

雖然目前有荷蘭DHV公司、美國PERMUTIT公司設計的流體化床結晶槽(Fluidized-Bed?Crystallizer，FBC)技術，以及杜邦公司的高瘦型通風導管結晶槽(High?Aspect?Rate?Draft?Tube?Agitated?Crystallizer，HARDTAC)技術可協助改善前述結晶純度的問題，但值得注意的是，例如氟的面積負荷、Al/F莫耳比、pH值、進流廢液的含氟濃度等皆為影響結晶純度的變量，造成結晶純度要能提升至符合產業需求的純度標準且具有被回收利用的經濟效益顯得十分困難，另回收污泥中結晶到可回收利用的操作成本與結晶所產生的經濟效益將成為另一考慮重點。

有中國臺灣專利第I233428號公開了一種含氟廢水的處理方法及其處理劑，其在靜置后的中間層含氟廢液加入由含鋁或含鈉化合物及其組合的混合藥劑，以調整含氟廢液的pH值而去除含氟廢液中的陽離子，再加入由含鋁、含鈉及含氯化合物組成的處理劑，使含氟廢液中的氟離子與藥劑進行化學混凝作用，達到形成冰晶石氟鋁酸鈉沉淀物供做他用；

然而，該專利的處理方法并未載明其含氟廢液濃度，其以傳統化學混凝法處理的含水率高，仍會有化學污泥體積大的問題，另使用含氯化合物PAC(Polyaluminum?Chloride；多元聚氯化鋁)作為助凝劑，影響冰晶石沉淀物的純度，尤其該專利處理方法以非結晶程序制得冰晶石，其沉淀物純度顯然難以達到回收利用的價值。

中國臺灣專利第I?353343號揭示一種自氫氟酸廢液中回收氟而制造氟硅酸鹽的方法，其主要是在含氫氟酸(HF)廢液和含硅化合物直接接觸反應，使廢液中的氫氟酸與含硅化合物反應生成氟硅酸(H₂SiF₆)后，調整含氟硅酸廢液的濃度，并加入含鈉或鉀的堿或堿金屬鹽，從而生成氟硅酸鹽沉淀物，再經將氟硅酸鈉或氟硅酸鉀自廢液中分離出且干燥后，達到形成可回收的氟硅酸鈉、氟硅酸鉀產物；

然而，該專利的氟硅酸鹽制造方法中，有必須使含氫氟酸廢液及含氟硅酸廢液維持在5至15wt％的操作限制，過低或過高將無法產出符合經濟效益的氟硅酸鹽且增加操作成本，尤其氟硅酸與含鈉或鉀的堿或堿金屬鹽的中和為放熱反應，使操作流程中的反應溫度形成另一控制參數，導致提升該專利的操作困難度。

有鑒于上述習知操作問題，本案發明人構思一種自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結晶化系統及其結晶方法，以消除上述以生成含氟結晶體進行氟回收所產生的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結晶化系統，其主要是透過一分散盤將藥劑以批次定量控制且均勻分散地加入氫氟酸廢液中進行反應，以結晶操作模式取代習知化學混凝的操作模式凈化氫氟酸廢液，有效降低化學污泥的體積，并達到提升結晶體純度的目的。

本發明的另一目的在于提供一種自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結晶方法，該方法以趨向結晶化的反應條件，將藥劑呈批次定量控制且均勻分散地加入氫氟酸廢液中進行反應，使廢液中的氟與藥劑反應生成結構緊密、呈顆粒狀態的氟鋁酸鈉晶體，達到有效回收氟且生成具高經濟效益氟鋁酸鈉晶體的目的。