[发明专利]以含氟废水生产冰晶石之方法

说明书

发明领域

本发明系关于一种以含氟废水生产冰晶石之方法，尤其关于以积体电路制造厂排出的含氟废水生产粉状冰晶石之方法。

技术背景

积体电路(IC)制造厂制程排出之废水包含酸碱废水及含氟废水，其中酸碱废水经酸碱中和处理后即可排放。含氟废水目前最广泛使用之方法为化学沉淀法，亦即将氢氧化钙添加于含氟废水中释出钙离子，使钙离子与废水中之氟离子作用生成不溶于水之氟化钙，从而去除废水中之氟离子。前述以化学沉淀法处理含氟废水之缺点在于：氢氧化钙溶解度及溶解速率均偏低而且氟化钙产生速率过快，致使氟化钙沉积物快速包覆在氢氧化钙颗粒表面，阻止氢氧化钙颗粒继续溶解，因此氢氧化钙颗粒无法充分利用，也使得废水处理产生之污泥含有多量之氢氧化钙，但氟化钙纯度偏低，而使得该污泥不具利用价值。

由于化学沉淀法处理含氟废水有上述缺点，工业技术研究院化学工业研究所研发一套流体化床结晶技术，此技术可将含氟废水转换成萤石，其方式是以精密感测仪器侦测废水中氟离子浓度并控制其流量，再决定添加氢氧化钙水溶液添加量；在特定温度范围内及有晶种(矽砂)条件下，废水中之氟离子会与所添加之氢氧化钙作用，逐渐在晶种表面形成氟化钙。如此而能将废水中之氟离子转换成有用之物质；工业技术研究院化学工业研究所此套结晶技术亦可将氟离子转化成冰晶石，仅需将添加物改成硫酸铝及钠盐即可。此法之缺点在于流体化床结晶设备费偏高，且须专业人员操作，所得之产物因内含矽砂而纯度不高，造成再利用之困扰，非常不便。

本发明意欲提供一种能克服上述问题之方法。

发明概述

由于上述流体化床结晶技术有设备费偏高且须专业人员操作之缺点，本法采用氢氧化铝及氢氧化钠为废水处理剂，将其添加于含氟废水中，即可产生冰晶石沉淀物。此法不需要昂贵设备或复杂操作之方式，即可将废水之含氟量降至15ppm以下，符合环保要求。

依据本发明之以含氟废水生产冰晶石之方法包括以下步骤：

a、添加氢氧化铝及氢氧化钠于含氟废水中，使氟离子与铝离子及钠离子作用生成氟铝酸钠析出物；以及

b、将沉淀后的氟铝酸钠析出物脱水干燥。

详阅以下详细说明将可对本发明的其它目的、优点及新颖特征有进一步了解。

优选实施方案描述

兹将本发明之以含氟废水生产冰晶石之方法的原理、处理程序及优点说明如下：

1、原理：

a、氢氧化铝将废水中之氢氟酸(氟化氢)转换成氟化铝

氟化氢＋氢氧化铝→氟化铝＋水

b、氢氧化钠将氟化铝转换成氟铝酸钠(即冰晶石)

氟化铝＋氢氧化钠→氟铝酸钠＋氢氧化铝

c、废水中部分氟化物以氟化钠形式存在，与氢氧化铝作用后可转化成氟化铝，此氟化铝再与氢氧化钠作用，亦可产生冰晶石。

按照上述反应式，可以根据含氟废水中之氟化氢和氟化钠之含量，计算出所要处理之含氟废水所需之氢氧化铝和氢氧化钠之用量，其中含氟废水中每60公斤之氢氟酸，需添加78公斤之氢氧化铝及60公斤之氢氧化钠，才能反应完全，使氢氟酸全部转化成冰晶石结晶物(氟铝酸钠)；含氟废水中每126公斤之氟化钠，需添加78公斤之氢氧化铝(不需要再添加氢氧化钠)，即可完全将氟化钠转化成冰晶石结晶物(氟铝酸钠)。

其中反应的温度不是特别限制的，只要反应能够发生，例如在0-85℃的温度，优选为环境温度。

反应时间应使得氟化氢和氟化钠完全转化成冰晶石，一般，废水在反应槽中之平均停留时间高于20分钟即可产生冰晶石结晶物。

上述反应可回收含氟废水中80％以上之氟离子。

然后进行干燥，干燥的方式和温度不是特别限制的，只要能够顺利得到干燥冰晶石，例如于100℃附近操作。

2、处理程序或步骤：

a、添加氢氧化铝及氢氧化钠于含氟废水中，使氟离子与铝离子及钠离子作用生成氟铝酸钠析出物；以及

b、待氟铝酸钠析出物沉淀后，将其脱水干燥即可得到高纯度之粉状冰晶石。

3、优点：