[發(fā)明專利]一種富氟混合物的利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110241021.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112919476B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段東平;干科;任玉枝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107;C04B33/132;C04B33/135;C04B33/138;C04B38/02;C04B33/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供一種富氟混合物的利用方法，所述利用方法將富氟混合物和含二氧化硅物質(zhì)混合，依次進行球磨和干燥，得到混合粉體，所述混合粉體經(jīng)過依次進行的一次升溫、二次升溫、三次升溫和保溫，其中三次升溫與保溫在負壓條件下進行，得到四氟化硅氣體與泡沫陶瓷，所述利用方法無三廢生成，為無堿速凝劑和/或低堿速凝劑生產(chǎn)過程中的富氟混合物提升了利用價值，實現(xiàn)了固廢資源的高值利用途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種富氟混合物的利用方法。

背景技術(shù)

速凝劑是使混凝土快速凝固并達到一定使用強度的外加劑，被廣泛應用于混凝土、水泥等行業(yè)領(lǐng)域。尤其是無堿速凝劑和/或低堿速凝劑，因其具有含堿量低，添加量少，凝固時間短，混凝土強度高、孔隙率低等優(yōu)點，被視為效果最好的速凝劑之一。無堿速凝劑和/或低堿速凝劑的生產(chǎn)工藝常需使用大量氟鹽原料，其產(chǎn)生的副產(chǎn)物也具有較高的含氟量。隨著混凝土的使用量不斷攀升，速凝劑作為混凝土使用過程中必不可少的外加劑，產(chǎn)生固體廢棄物的體量也在加大。目前，該富氟混合物僅采用堆存的方式處理，不僅占用了土地資源，對周邊環(huán)境也造成了較大的影響。

根據(jù)速凝劑組分的不同，所產(chǎn)生的固體廢棄物的成分也有差別，但在實際生產(chǎn)中，往往將多種廢棄物混合堆存，導致該富氟混合物成分復雜且不穩(wěn)定。富氟混合物的主要成分為三水氟化鋁和二氧化硅，該富氟混合物燒失率最高可達75％質(zhì)量分數(shù)，高溫煅燒后的固體產(chǎn)物以氧化鋁為主相，這是由于氟化鋁與水反應生成氧化鋁和氟化氫，二氧化硅與氟化氫反應生成氣相的四氟化硅，氟化鋁高溫也可直接與二氧化硅反應生成四氟化硅，四氟化硅是電子、半導體行業(yè)中的重要原料。該富氟混合物的成分不穩(wěn)定的原因主要為二氧化硅的含量，因此將富氟混合物與其他二氧化硅含量較高的固體廢棄物配合使用，可以保證氟化物的足量消耗，并且提升四氟化硅氣體的純度。

CN101920962B公開了一種用石英砂法制備四氟化硅的方法，其原料包括金屬氟化物和二氧化硅，通過先將金屬氟化物煅燒活化，活化金屬氟化物與濃硫酸反應得到氟化氫氣體，氟化氫氣體經(jīng)洗滌和冷卻得到氟化氫液體，同時將二氧化硅與硫酸混合為二氧化硅預混漿料，將氟化氫液體、二氧化硅預混漿料與硫酸混合反應得到四氟化硅氣體，但未涉及廢棄物的綜合利用。

CN102134078A公開了一種用硫酸石英砂閉環(huán)生產(chǎn)四氟化硅的方法，所述方法包括將95～98％的硫酸和氟化物按比例連續(xù)加到氟化氫反應轉(zhuǎn)爐中反應產(chǎn)生氟化氫氣體，轉(zhuǎn)化為液態(tài)氟化氫；將65～95％的硫酸與二氧化硅粉末預混合后加到反應器中并攪拌后，加入液態(tài)氟化氫反應生成四氟化硅氣體；將稀硫酸打到三氧化硫吸收塔，然后逐漸加入三氧化硫，與稀硫酸中的水分合成硫酸備用，所述硫酸和轉(zhuǎn)爐反應生成的氟化氫為循環(huán)使用，但未涉及廢棄物的綜合利用。

CN101698482B公開了一種回轉(zhuǎn)反應爐熱裂解氟硅酸鈉制備四氟化硅的工藝，將氟硅酸鈉在煅燒爐內(nèi)干燥熱處理，除去其中的水份，煅燒爐內(nèi)維持負壓；將干燥后的氟硅酸鈉送入回轉(zhuǎn)反應爐熱裂解，熱裂解得到四氟化硅和氟化鈉；產(chǎn)生的四氟化硅氣體經(jīng)過除塵、冷卻、干燥、壓縮、收集高純的四氟化硅氣體，但未涉及廢棄物的綜合利用。

以上現(xiàn)有技術(shù)均是對四氟化硅的處理方法，因此，有必要開發(fā)一種能夠有效地針對無堿速凝劑和/或低堿速凝劑生產(chǎn)過程中富氟混合物高附加值的利用方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種富氟混合物的利用方法，所述利用方法將富氟混合物和含二氧化硅物質(zhì)混合，依次進行球磨和干燥，得到混合粉體，所述混合粉體經(jīng)過依次進行的一次升溫、二次升溫、三次升溫和保溫，其中三次升溫與保溫在負壓條件下進行，得到四氟化硅氣體與泡沫陶瓷，所述利用方法無三廢生成，為無堿速凝劑和/或低堿速凝劑生產(chǎn)過程中的富氟副產(chǎn)物提升了利用價值，實現(xiàn)了固廢資源的高值利用途徑。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步驟：