[发明专利]氟化合物的处理方法和处理物质

说明书

发明领域

本发明涉及减轻含以全氟化碳链作为主要组分的分子性阴离子的溶液对环境和生态系统造成的负担的处理方法。此外，优选所述处理方法将上述阴离子回收以有效利用。具体地说，本发明涉及一种技术，该技术形成层状双氢氧化物(layered double hydroxide)以将溶液中以全氟化碳链作为主要组分的分子性阴离子固定，优选将这些阴离子回收再生。

发明背景

在很多领域的生产过程例如PTFE(聚四氟乙烯)的乳液聚合过程、电子零部件工业的生产过程中，以全氟化碳链作为主要组分的阴离子表面活性剂被用作一种必不可少的物质。而且，所述阴离子表面活性剂还被广泛用作各种油漆、涂料和灭火剂等的材料。然而，在这些生产过程中，上述阴离子表面活性剂被作为稀释溶液，如百分之几到0.01％重量的溶液使用，因而难于以工业规模有效固定和回收所述阴离子。并且，因为该溶液是稀释的，这一固定和回收的问题通常还未被考虑。还有，氟化合物，如所述阴离子表面活性剂是很难通过被广泛用作污水处理法的活性污泥法处理的物质。但是近年来强烈要求化学物质与环境或生态系统的协调，并且关于所述氟化合物，开始强烈地认识到关于通过固定、回收和再生使系统封闭的技术的必要性。

关于所述阴离子表面活性剂的固定和回收，对于磷酸盐阴离子或有机阴离子来说，使用层状双氢氧化物作为阴离子的捕捉剂或除去剂的技术已经过检验并得到实际应用，但是关于以全氟化碳链作为主要组分的分子性阴离子，以前不曾有过这样的检验。此外，作为常规技术，已知提议了用有机溶剂如二氯甲烷或三氯甲烷萃取氟代链烷酸的铵盐进行回收的方法(特开昭61-215346号)，但该方法使用的有机溶剂含有氯，因此不足以减轻环境的负担。

此外，发明者们就全氟辛酸铵的高浓度水溶液，即约8.6％重量的水溶液，已经报道了基于材料合成目的的层间具有阴离子的层状双氢氧化物(Zn₂Al(OH)₆C₇F₁₅CO₂)(日本化学会第76次春季年会)。但是该报道并不象本发明一样，是为了固定和回收阴离子，而是有关具有宽浓度范围的溶液，包括0.1％重量的稀释溶液。因此，还没有报道过关于固定此种氟化合物的方法。

发明的公开

本发明提供一种处理方法及其吸收和固定物质，在该方法中具有全氟化碳链的有机氟化合物被稳定且容易地固定。通过所述处理方法和物质，环境和生态系统的负担可以得到减轻，并且所述氟化合物可作为资源被有效利用。具体地说，本发明提供从具有宽浓度范围的水溶液，包括0.1％重量的稀释水溶液中将阴离子固定以有效回收的处理技术，所述阴离子以全氟化碳链为主要组分，例如羧酸离子、磺酸离子等。

也就是说，本发明提供包括下述各项的方法：

[1]含具有氟化碳链的有机化合物(以下称为氟化合物)的溶液的处理方法，该方法包括：将二价和三价金属盐加入所述溶液中，形成层间具有氟化合物的层状双氢氧化物，以吸收和固定所述氟化合物。

[2]含有氟化合物的溶液的处理方法，该方法包括：将二价和三价金属盐加入所述溶液中，使层间具有氟化合物的层状双氢氧化物沉淀，通过固-液分离将固体部分分离，将所述分离的固体部分溶解在酸中，分离氟化合物或其盐。

[3]上述方法[1]或[2]的含有氟化合物的溶液的处理方法，该方法还包括：将溶液的pH调节至大于4，使层间具有氟化合物的层状双氢氧化物沉淀。

[4]上述方法[1]或[2]的含有氟化合物的溶液的处理方法，该方法还包括：向溶液中加入碱从而将pH调节至4-12，向所述溶液中加入二价和三价金属盐，使层间具有氟化合物的层状双氢氧化物沉淀。

[5]上述方法[1]-[4]中任一项的含有氟化合物的溶液的处理方法，其中所述二价金属盐为镁、钙、锌、镍、铜、锰(二价)或钴(二价)的盐，所述三价金属盐为铝、铁、铬、锰(三价)、钴(三价)、镓、镧或钪的盐。

[6]上述方法[1]-[5]中任一项的含有氟化合物的溶液的处理方法，其中所述二价和三价金属盐为氯化物。

[7]上述方法[1]-[6]中任一项的含有氟化合物的溶液的处理方法，其中所述氟化合物为具有氟化碳链的羧酸或磺酸，其中碳原子数大于5。

[8]上述方法[1]-[7]中任一项的含有氟化合物的溶液的处理方法，其中所述层间具有氟化合物的层状双氢氧化物如下式[1]所示，