[发明专利]含氟化钙废料制备氟化氢和四氟化硅的方法

说明书

本发明提出了一种含氟化钙废料制备氟化氢和四氟化硅的方法，包括，(1)含氟化钙废料与氟硅酸反应生成氟硅酸钙和氢氟酸；所述氢氟酸与所述含氟化钙废料中的二氧化硅反应生成氟硅酸；(2)将步骤(1)中的物料进行固液分离，氟硅酸回用到步骤(1)中；(3)将步骤(2)中分离得到的氟硅酸钙与浓硫酸反应，生成氟化氢气体、四氟化硅气体和硫酸钙固体。本发明中工艺步骤之间是连续循环进行的，可形成连续化生产线；通过氟硅酸与氟化钙反应，产生氟硅酸钙这个中间产物，使得浓硫酸与氟硅酸钙干法反应生成四氟化硅气体和氟化氢气体。本发明可达到减少环境污染，变废为宝，提高经济效率的目的。

技术领域

本发明涉及氟化钙废料的再利用领域，特别是指一种含氟化钙废料制备氟化氢和四氟化硅的方法。

背景技术

无机和有机氟化工生产、电子产品生产、光伏发电板制造以及玻璃减薄过程，均产生含氟化钙的污泥。这些企业的废水中含氟，废水处理一般采用“酸碱中和-混凝沉淀-污泥分离”的处理方式，废水中的氟与钙反应后产生的污泥中含有氟化钙、二氧化硅和碳酸钙等物质。

有色金属选矿后的尾渣也含有氟化钙、二氧化硅、碳酸钙(氢氧化钙)等物质。

低品位萤石矿粉或萤石选矿后的尾渣中，都含有氟化钙、二氧化硅、碳酸钙等物质。

合理利用含氟化钙废料中的有效组分，可达到减少环境污染、资源再生利用、循环经济等目的。

公开号CN1131124A中，采用了CaF2含量小于80％的莹石粉和石英粉作原料，但化学反应需要催化剂，促使硫酸与萤石粉和二氧化硅反应；但在反应生成氟硅酸后，催化剂不能与氟硅酸有效分离，只能制成易沉淀的氟硅酸盐，以便与催化剂分离，但并不能生产氟硅酸。

公开号CN1458061A中，从莹石尾矿中用选矿的方式提取CaF2并含有SiO2，通过煅烧的方式使硫酸与氟化钙、二氧化硅发生反应，取得氟化氢和四氟化硅气体，用水吸收为氟硅酸。该技术工艺复杂，能耗大，生产成本高。

更多的含氟化钙废料并没有被处理，而是被填埋了或露天堆放；即占用土地资源，也污染环境和地下水。

有鉴于此，有必要研发一种使含氟化钙废料得到有效利用、获得高附加值产品的更好的处理方法。

发明内容

本发明提出一种含氟化钙废料制备氟化氢和四氟化硅的方法，解决了现有技术中含氟化钙废料污染环境、后处理复杂等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种含氟化钙废料制备氟化氢和四氟化硅的方法，包括，

(1)含氟化钙废料中的氟化钙与氟硅酸反应生成氟硅酸钙和氢氟酸；所述氢氟酸与所述含氟化钙废料中的二氧化硅反应生成氟硅酸；

(2)将步骤(1)中的物料进行固液分离，氟硅酸回用到步骤(1)中；

(3)将步骤(2)中分离得到的氟硅酸钙与浓硫酸反应，生成四氟化硅气体、氟化氢气体和硫酸钙固体。

作为优选的技术方案，所述含氟化钙废料与氟硅酸反应的压力为-0.05MPa～0.1MPa，温度为75℃～210℃。所述氢氟酸与所述含氟化钙废料中的二氧化硅的反应是同步发生的。

作为优选的技术方案，所述含氟化钙废料为含氟化钙的污泥、有色金属选矿后的含氟化钙尾渣、低品位萤石矿粉物料中的一种或几种的组合。该组合任意比例均可。

作为优选的技术方案，所述含氟化钙废料中CaF₂含量为20～85％wt，SiO₂含量为5～30％wt，CaO(包括Ca(OH)2和CaCO3形式)含量为2～35％wt，剩余量为其它杂质。