[發(fā)明專(zhuān)利]自氫氟酸溶液生成氟鋁酸鈉晶體的結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)備及其結(jié)晶操作控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410056478.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104843754B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商能洲;盧宗隆;張朝謙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鋒霈環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01F7/54
• 分類(lèi)號(hào): C01F7/54
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)備，特別是指一種利用流量控制及pH值、氟離子濃度監(jiān)測(cè)，達(dá)到生成具高經(jīng)濟(jì)效益氟鋁酸鈉晶體的自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)備及其結(jié)晶操作控制方法。

背景技術(shù)

按，高濃度氫氟酸(HF，49%)或氫氟酸混酸，系為半導(dǎo)體(IC)、液晶顯示面板(TFT-LCD)、太陽(yáng)能電池等科技產(chǎn)業(yè)大量應(yīng)用于蝕刻技術(shù)中，因而產(chǎn)出濃度高達(dá)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(jìn)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氟離子反應(yīng)生成氟化鈣(CaF2)污泥餅，或者，如中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利第I233428號(hào)，使氫氟酸廢液中的氟離子與特定藥劑進(jìn)行化學(xué)混凝作用，藉以去除廢液中氟離子。惟前述二種方法，前者有操作困難度及成本皆高的問(wèn)題外，其氟化鈣污泥餅體積大且純度達(dá)回收標(biāo)準(zhǔn)的氟化鈣量相當(dāng)有限，未能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；后者專(zhuān)利雖可形成氟鋁酸鈉晶體(Na3AlF6，俗稱(chēng)冰晶石)供回收使用，然在混凝過(guò)程中須使用含氯化合物PAC(Polyalumi-num?Chloride；多元聚氯化鋁)作為助凝劑，進(jìn)而影響冰晶石的結(jié)晶純度，尤其該專(zhuān)利前案的冰晶石未以適合結(jié)晶程度及環(huán)境制得，純度更難以達(dá)到回收使用的標(biāo)準(zhǔn)。

值得注意的是，已有諸多文獻(xiàn)提出，氫氟酸與鋁酸鈉可經(jīng)由如下反應(yīng)式生成氟鋁酸鈉晶體：12HF+3NaAlO2→Na3AlF6+2AlF3+H2O；是以，本案發(fā)明人已據(jù)此技術(shù)提出申請(qǐng)第101125989號(hào)的發(fā)明專(zhuān)利「自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結(jié)晶化系統(tǒng)及其結(jié)晶方法」，如圖1所示，該結(jié)晶化系統(tǒng)包括鋁酸鈉藥劑槽V2及高濃度氫氟酸廢液槽V1透過(guò)其批次定量控制段F1、F2，分別進(jìn)流至位于系統(tǒng)反應(yīng)槽上部的定流量與均勻分散加藥段A與反應(yīng)槽下部的批次式結(jié)晶反應(yīng)段R，藉由定流量與均勻分散加藥段A中分散盤(pán)的通孔分布，控制鋁酸鈉藥劑以批次定量且均勻地加入氫氟酸廢液中進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)靜置結(jié)晶后進(jìn)入微過(guò)濾段S，以分離出冰晶石結(jié)晶并將過(guò)濾后液體輸送至低濃度氫氟酸廢液處理段W進(jìn)行處理。

雖本案發(fā)明人先前提出的技術(shù)方案已可獲得純度高達(dá)96%的冰晶石結(jié)晶，惟影響結(jié)晶純度的因素不僅包括氫氟酸與鋁酸鈉的液流接觸反應(yīng)方式，更包括溶劑中不純物的含量、溶液pH值等影響因素，故本案發(fā)明人認(rèn)為前述技術(shù)方案尚有進(jìn)一步改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自氫氟酸廢液生成氟鋁酸鈉晶體的結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)備，其主要是透過(guò)設(shè)于系統(tǒng)反應(yīng)槽內(nèi)的分散盤(pán)與控制盤(pán)控制鋁酸鈉藥劑與氫氟酸廢液接觸反應(yīng)的液流形態(tài)及流量，并藉呈回路形態(tài)與系統(tǒng)反應(yīng)槽連通的pH值/氟離子檢測(cè)段，配合監(jiān)控氫氟酸廢液及鋁酸鈉藥劑的混合水樣的pH值及氟離子濃度，有效控制系統(tǒng)操作過(guò)程中影響結(jié)晶純度的因素，確保系統(tǒng)穩(wěn)定地產(chǎn)出結(jié)晶純度可供回收再使用的冰晶石，達(dá)到有效回收氟離子且生成具有高經(jīng)濟(jì)效益的冰晶石晶體的目的。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供一種自氫氟酸溶液生成氟鋁酸鈉晶體的結(jié)晶系統(tǒng)，包括：一控制處理器；一結(jié)晶反應(yīng)槽，具有相對(duì)的一頂部槽口及一底部出口，該結(jié)晶反應(yīng)槽內(nèi)部設(shè)有一具多個(gè)液孔的分散盤(pán)，以及一位于該分散盤(pán)上且具多個(gè)通孔的控制盤(pán)，令該結(jié)晶反應(yīng)槽內(nèi)部為該分散盤(pán)及該控制盤(pán)隔設(shè)形成一上部投藥空間及一下部反應(yīng)空間，該投藥空間設(shè)有一鋁酸鈉液位計(jì)，該反應(yīng)空間經(jīng)該出口與一排放控制段連通，該鋁酸鈉液位計(jì)與該排放控制段為該控制處理器電性控制做動(dòng)；一鋁酸鈉藥劑槽，經(jīng)一為該控制處理器電性控制的批次定量控制段輸出鋁酸鈉藥劑至該結(jié)晶反應(yīng)槽的該投藥空間內(nèi)；一高濃度氫氟酸廢液槽，經(jīng)一為該控制處理器電性控制的批次定量控制段輸出高濃度氫氟酸廢液至該結(jié)晶反應(yīng)槽的該反應(yīng)空間；一pH值/氟離子檢測(cè)段，具有相連通的一pH計(jì)及一氟量計(jì)為該控制處理器電性控制做動(dòng)，該pH計(jì)具有一第一流道與該結(jié)晶反應(yīng)槽反應(yīng)空間底部連通，該氟量計(jì)具有一與該反應(yīng)空間頂部連通的第二流道以及一第三流道；一脫水機(jī)，為該控制處理器電性控制做動(dòng)，該脫水機(jī)與該結(jié)晶反應(yīng)槽的排放控制段連通，并與該pH值/氟離子檢測(cè)段的第三流道連通；一低濃度氫氟酸廢液槽，為該控制處理器電性控制，供收集該脫水機(jī)排出的低濃度氫氟酸廢液。