[发明专利]含氟水溶液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氟水溶液的处理方法和用于处理含氟水溶液的装置。

背景技术

近年来，伴随关于氟的环境限制的强化，对从氟化合物制造工艺中产生的废液、例如含有氟的盐酸和硫酸等中除去氟的方法的需要越来越高。

目前，作为除去水溶液中的氟的方法，已知有向含氟水溶液中添加钙，将水溶液的pH调节为中性，由此析出氟化钙的方法(非专利文献1)。但是，例如在利用该方法除去酸性水溶液中的氟的情况下，除去氟后的水溶液成为中性。因此，在除去氟后，不能再利用酸性水溶液。

另一方面，在专利文献1中记载了一种盐酸的精制法，其包括：使三甲基氯硅烷等的硅化合物与含有氟化氢的盐酸接触的工序；和回收在接触工序中生成的三烷基氟硅烷化合物的工序。在该方法中，回收工序包括：将三烷基氟硅烷化合物水解，变换成三烷基硅烷醇化合物的工序；和将三烷基硅烷醇化合物缩合，变换成六烷基二硅氧烷化合物的工序，通过将回收工序中得到的六烷基二硅氧烷化合物氯化，生成三烷基氯硅烷化合物，该三烷基氯硅烷化合物在接触工序中被再利用。为了将六烷基二硅氧烷化合物氯化，需要25重量％以上的高浓度盐酸。

在专利文献2中记载了一种含氟废液的处理方法，其特征在于：在含氟废液中填充载持有六烷基二硅氧烷的固体吸附剂，将废液保持为酸性状态，向液体中吹入空气，将从废液中飞散的氟代三烷基硅烷导入收纳有碱液和固体吸附剂的吸收槽，在吸收槽中生成三烷基硅烷醇和氟离子，使三烷基硅烷醇吸附于六烷基二硅氧烷的固体吸附剂，并将氟离子回收到碱液中。该方法为了从含氟废液除去氟需要3小时这样的长时间。另外，该方法除了作为液体的含氟废液和六烷基二硅氧烷，还需要对固体吸附剂、与空气一起飞散的氟代三烷基硅烷进行处理，因此处理繁琐，成为高成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平5－27564号公报

专利文献2：日本特公平1－44392号公报

非专利文献

非专利文献1：公害防止的技术与法规编集委员会编著、《新·公害防止の技術と法規2013水質編》、社团法人产业环境管理协会、2013年1月、p.468－469

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1记载的精制方法中，利用接触工序使含有氟化氢的盐酸与三烷基氯硅烷反应而得到三烷基氟硅烷的反应以下述的式(i)所示。

R¹R²R³SiCl+HF→R¹R²R³SiF+HCl(i)

式中，R¹、R²和R³相同或不同，分别表示碳原子数1～4的烷基。通过该反应，从盐酸除去氟离子。

接着，回收通过上述式(i)的反应生成的三烷基氟硅烷，通过下述式(ii)～(iv)所示的反应，将三烷基氟硅烷再生为三烷基氯硅烷。首先，在中性或碱性条件下，通过下述式(ii)所示的反应，将回收的三烷基氟硅烷水解。

R¹R²R³SiF+OH^--→R¹R²R³SiOH+F^- (ii)

利用下述式(iii)所示的反应，将通过水解得到的三烷基硅烷醇缩合，由此得到六烷基二硅氧烷。

2R¹R²R³SiOH→R¹R²R³SiOSiR¹R²R³+H₂O(iii)

利用下述式(iv)所示的反应，将得到的六烷基二硅氧烷氯化，由此得到三甲基氯硅烷。

R¹R²R³SiOSiR¹R²R³+2HCl→2R¹R²R³SiCl+H₂O(iv)

这样操作而再生的三烷基氯硅烷能够在上述的接触工序中被再利用。