JP2008189484A - フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含有する廃液から酸成分を分離・回収する方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【効果】フッ化水素を含む水溶液は、フッ化水素酸を加えて濃度を調製した後、ガラスのケミカルエッチング処理液として再利用できる。ケイフッ化水素酸を含む水溶液は、2酸化ケイ素を加えてフッ化水素酸をケイフッ化水素酸に変換することにより、さらに水で希釈して所定の濃度に調製することにより、市販用のケイフッ化水素酸およびケイフッ化物の合成原料として再利用できる。
【選択図】図1
Description
それとともに、使用後の廃酸量も増加しており、地球環境保全の観点からその適切な処理、とりわけ廃酸中に残留している未反応酸や反応生成物などの有価物を、効率的に回収・再利用できる技術の確立が望まれている。
SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O (1)
B2O3 + 8HF → 2HBF4 + 3H2O (2)
Al2O3 + 6HF → 2AlF3 + 3H2O (3)
MgO + 2HF → MgF2 + H2O (4)
CaO + 2HF → CaF2 + H2O (5)
SrO + 2HF → SrF2 + H2O (6)
(蛍光X線分析)
F:43.4%、Sr:29.5%、Al:11.8%、Ca:3.2%、Mg:3.95%、Ba:1.27%、K:0.42%、Si:0.25%、Na:0.053%、Fe:0.015%
(X線回折分析)
BaAlF5、Sr2AlF7、CaAlF5,Ca2AlF7
などが確認された。
発明者らは、低濃度やフッ化水素酸では強酸であるケイフッ化水素酸やホウフッ化水素酸の存在下で同様の効果があることを見出した。
図1は、ケミカルエッチング廃液の蒸留処理のためのベンチプラント図を示す。
ケミカルエッチング廃液を蒸発缶1に約5kgを仕込み、凝縮器3および凝縮器4に冷却水を流す。真空ポンプ9を作動させて系内を10kPaに保持したのち、蒸発缶1の熱交換器にスチームを一定速度で流して加熱して減圧蒸留を開始した。留出物は精留塔2を通り、凝縮器3および4で凝縮される。凝縮液の一部は精留塔2に戻して還流させ、残りは初留受器5、HF回収槽6、HF−H2SiF6回収槽7の順に抜き出した。蒸留後、真空ポンプ9を停止し、系内を常圧に戻す。初留受器5中の液はフッ化水素酸が5%前後であり、集めて蒸留して薄いフッ化水素酸と20%前後の再利用できるフッ化水素酸に分離するのが好ましい。HF回収槽6中の液はケイフッ化水素酸をほとんど含まず(0.1%以下)にフッ化水素酸を主成分として含んでおり、抜き出した後、フッ化水素酸濃度を調整してケミカルエッチング液などとして再利用する。HF−H2SiF6回収槽7中の液は0.5〜2.0%のケイフッ化水素酸を含んでおり、蒸発缶1に戻しエッチング廃液と共に再蒸留することが好ましい。
図1に示す装置を用い、フッ化水素酸13.5%、ケイフッ化水素酸5.9%、ホウフッ化水素酸0.8%、アルミニウム0.23%などを含むアルミノホウケイ酸ガラスのケミカルエッチング廃液の5.0kgの蒸留試験を、10kPaの減圧下、50〜70℃の条件で蒸留を行った。得られた留分および釜残の分析結果を、表2に示す。
実施例1で得た、釜残5.0kgを蒸発缶1に仕込み、10kPaで減圧蒸留した。得られた留分および釜残の分析結果を、表4に示す。
実施例1で得た初留分、5000gを蒸発缶1に仕込み、10kPaの減圧下で蒸留した。得られた留分および釜残の分析結果を、表5に示す。
供試液として、フッ化水素酸6.1%、ケイフッ化水素酸0.9%、その他の不純物0.2%以下の半導体産業廃液5000gを蒸発缶1に仕込み、10kPaの減圧下で蒸留した。得られた留分および釜残の分析結果を、表6に示す。
2 精留塔
3 凝縮器
4 凝縮器
5 初留受器
6 HF回収槽
7 HF−H2SiF6回収槽
8 バッファータンク
9 真空ポンプ
10 濾過器
11 粗製H2SiF6貯槽
12 HF−H2SiF6貯槽
13 送液ポンプ
14 反応槽
15 H2SiF6貯槽
Claims (7)
- フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収するに当って、前記廃液を常圧もしくは減圧下における蒸留操作によって、酸をほとんど含まない水主体の留分、ケイフッ化水素酸をほとんど含まずフッ化水素酸を主成分として含む留分、ならびにフッ化水素酸とケイフッ化フッ化水素酸を主成分として含む留分とに、順次分離して回収することを特徴とする、フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収する方法。
- 請求項1において、分離・回収した、フッ化水素酸とケイフッ化水素酸を主成分として含む留分に、酸化ケイ素SiO2を加え、共存するフッ化水素酸をケイフッ化水素酸に変換して、ケイフッ化水素酸を主成分とする溶液を調製することを特徴とする、フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収する方法。
- 請求項1または2において、廃液中にアルミニウムを含有する系で蒸留により濃縮されて発生し釜残に含まれるフッ化アルミニウム・3水和物を濾過して分離・回収することを特徴とする、フッ加水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収する方法。
- 前記フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液が、ガラスのケミカルエッチング廃液である請求項1〜3のいずれかに記載のフッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収する方法。
- 前記フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液が、半導体用洗浄廃液である請求項1〜4のいずれかに記載のフッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収する方法。
- 蒸発缶、精留塔、初留受器、主留受器ならびに後留受器を備えることを特徴とする、フッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収するための装置。
- 釜残液に含まれる固形物を濾別する手段を備えた、請求項6記載のフッ化水素酸およびケイフッ化水素酸を含む廃液から酸成分を分離・回収するための装置。
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