公布日：2023.11.14
申請日：2023.09.18
分類號(hào)：C01F11/22(2006.01)I
摘要
本發(fā)明針對氟化鈣污泥的成分特征，公開了一種氟化鈣污泥中提取高純氟化鈣的方法，包括如下步驟：將一定量的含氟污泥投入至酸性溶液中，室溫下充分?jǐn)嚢�，在該反�?yīng)液中加入化學(xué)計(jì)量比的可溶性氟化鹽，在50~80℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4-8小時(shí)后脫水，對固體產(chǎn)物用水洗滌，采用有機(jī)溶劑進(jìn)一步洗滌固體產(chǎn)物，并干燥粉碎，獲得含量大于95%的氟化鈣粉末。該方法具有工藝簡單、反應(yīng)溫和、二次污染少、產(chǎn)物回收率高等顯著優(yōu)勢，可應(yīng)用于含氟污泥大規(guī)模提純。
權(quán)利要求書
1.一種氟化鈣污泥中提取高純氟化鈣的方法，其特征在于，包含如下步驟：步驟一：將一定量的含氟污泥投入至酸性溶液中，室溫充分?jǐn)嚢�；步驟二：在步驟一所得的溶液中加入化學(xué)計(jì)量比的可溶性氟化鹽，在50-80℃繼續(xù)攪拌4-8小時(shí)；步驟三：對步驟二的反應(yīng)液進(jìn)行脫水，對獲得的固體依次采用水、有機(jī)溶劑進(jìn)一步洗滌；獲得的固體進(jìn)一步干燥后粉碎，即可得到高純氟化鈣固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述的酸性溶液為甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、硫酸中的一種或多種，其質(zhì)量濃度為5~20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述的可溶性氟化鹽為氟化銨、氟化鈉、氟化鉀中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲叔醚中的一種或多種，所使用的體積比為每公斤產(chǎn)物1-2升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述的干燥工藝為100-300℃烘干，烘烤時(shí)間為1-3小時(shí)。
6.由權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的提取方法制得的高純氟化鈣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光伏光電行業(yè)含氟污泥中提純氟化鈣的方法，可在低能耗和低污染下得到純度和收率均較高的氟化鈣。
一種基于酸性環(huán)境中原位轉(zhuǎn)化并提純氟化鈣方法，包括如下步驟：將一定量的含氟污泥投入至酸性溶液中，室溫下充分?jǐn)嚢?/span>1-2小時(shí)，在該反應(yīng)液中加入一定量的氟化鹽，在50~80℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4-8小時(shí)后脫水，對固體產(chǎn)物用水洗滌，采用有機(jī)溶劑進(jìn)一步洗滌固體產(chǎn)物，并干燥粉碎后，得到高純氟化鈣粉末。
所述含氟污泥由6家光伏光電企業(yè)提供，其主要成分含量如下表所示。
表1含氟污泥含水率及主要成分的干基含量所述酸性溶液為甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、硫酸中的一種或多種，優(yōu)選鹽酸，每公斤濕的含氟污泥所用10%鹽酸體積為1升~2.5升。
所述含氟污泥投入到10%鹽酸溶液中后，在室溫下攪拌1~2小時(shí)，該過程發(fā)生的總反應(yīng)如下：CaCO3+Ca(OH)2+Ca3(PO4)2+10HCl→5CaCl2+2CO2↑+2H3PO4+6H2O(1)所述的可溶性氟化鹽為氟化銨、氟化鈉、氟化鉀中的一種或多種，優(yōu)選氟化鈉。
在鹽酸與含氟污泥反應(yīng)液中加入氟化鈉，并在50~80℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4-8小時(shí)，采用水吸收反應(yīng)生成的氣體，該過程發(fā)生的總反應(yīng)如下：CaCl2+CaSO4+CaSiO3+6HCl+10NaF→3CaF2↓+SiF4↑+8NaCl+Na2SO4+3H2O(2)根據(jù)反應(yīng)液中游離鈣離子含量、硫酸鈣含量和硅酸鈣含量，所述加入氟化鈉的摩爾量可由反應(yīng)式（2）推算出。
所述將反應(yīng)液進(jìn)行固液分離的方式為真空抽濾、離心過濾及壓力過濾中的一種。
所述對固體產(chǎn)物用水洗滌的操作包括：將固體重新分散在水中，攪拌分散后再進(jìn)行固液分離，測試濾液pH值，并重復(fù)上述過程，直至濾液由酸性變?yōu)橹行浴?/span>
所述采用有機(jī)溶劑進(jìn)一步洗滌固體產(chǎn)物的操作包括：將固體產(chǎn)物加入到一定量的有機(jī)溶劑中，并在室溫下攪拌1-2小時(shí)，再通過過濾操作進(jìn)行固液分離。
有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲叔醚中的一種或多種，其用量為1-2升每公斤固體產(chǎn)物。
所述的干燥工藝為100-300℃烘干，烘烤時(shí)間為1-3小時(shí)，優(yōu)選180℃，2小時(shí)。
本發(fā)明首先將含氟污泥中的碳酸鈣、氫氧化鈣和磷酸鈣在鹽酸作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x的鈣離子，然后在上述酸性反應(yīng)中繼續(xù)引入氟化鈉，原位將游離鈣離子、硫酸鈣和硅酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉姆}沉淀，最后通過有機(jī)溶劑洗滌去除含氟污泥中的有機(jī)物雜質(zhì)，使得產(chǎn)物中的氟化鈣含量提升至85%~95%。
與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明具有如下有益效果：（1）本發(fā)明提供的提純方法，具有原料價(jià)廉、條件溫和、減少排污等突出優(yōu)勢；
（2）本發(fā)明將含氟污泥中的鈣元素完全轉(zhuǎn)化為氟化鈣，使污泥中有用資源得到充分利用。
（發(fā)明人：柴坤剛;李揚(yáng)）
