[发明专利]一种含氟硫酸的回收利用方法

说明书

本发明涉及一种含氟硫酸回收利用的方法，所述方法为：在常压下，向装有含氟硫酸的反应釜中加入一定量的去离子水，该去离子水的加入量为：使含氟硫酸中氟磺酸水解所需要理论水量的90‑120％；然后通入不与硫酸、氢氟酸及水反应的惰性气体并加热，收集尾气，用去离子水吸收后得到氢氟酸；反应釜中留下不含氟硫酸。处理后，最终反应釜中留下不含氟的硫酸，硫酸浓度为80‑98％；氢氟酸含量在10ppm以下；尾气被去离子水吸收后得到浓度为30‑48％的氢氟酸，硫酸含量在20ppm以下。因此，采用本发明的方法处理含氟硫酸后，可以获得直接商业化或生产应用的高浓度高纯度的硫酸和氢氟酸。

技术领域

本发明涉及副产物硫酸的回收利用，尤其涉及一种含氟硫酸的回收利用的方法。

背景技术

在氟化工行业，工业生产氟化氢气体及五氟化磷气体净化过程中，都会产生大量的含氟硫酸。硫酸浓度一般在60％-80％之间，这一部分硫酸由于含有氟磺酸，而且浓度较高，对各种金属有着极强的腐蚀性，回收利用或储存都是各企业面临的难题。

现有的处理含氟硫酸的方法主要是利用石灰进行中和，中和后产生的氟化钙与硫酸钙溶液经过滤将固体取出集中进行固废处理。这种方法存在着以下不足之处:(1)产生的大量含氟污水需要进一步处理才能向环境外排放。(2)固废中含硫酸钙与氟化钙也需要进一步进行固废处理，增加很大成本。(3)造成氟资源浪费，并没有得到充分利用。

现有专利CN108083231A中介绍了一种含氟硫酸中分离氢氟酸的方法，该方法是将蒸汽持续通入装有含氟硫酸的蒸馏釜中，釜内温度升高，保温一段时间，蒸发釜中最终留下的为不含氟的硫酸，蒸发釜产生的气体经过冷却后得到不含硫酸的氢氟酸。该方法可以分离氢氟酸，但其不足之处主要有以下两点：第一，含氟硫酸本身腐蚀性极强，又加上反应温度高，对设备耐腐蚀性要求极高；第二，持续通入蒸汽导致生产出的硫酸浓度过低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种含氟硫酸回收利用的方法，通过加特定和恰当质量的去离子水促进含氟硫酸中的氟磺酸进行水解，然后在加热条件下通入不与硫酸、氢氟酸及水反应的惰性气体，促进挥发性HF从硫酸溶液中逸出，经水收集尾气后得到氢氟酸。本发明不引入任何杂质成分，所得硫酸和氢氟酸都可以作为工业生产用试剂进行销售或再次投入生产。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种含氟硫酸回收利用的方法，所述方法为：

在常压下，向装有含氟硫酸的反应釜中加入一定量的去离子水，该去离子水的加入量为：使含氟硫酸中氟磺酸水解所需要理论水量的90-120％；

然后通入不与硫酸、氢氟酸及水反应的惰性气体并加热，收集尾气，用去离子水吸收后得到氢氟酸；反应釜中留下不含氟硫酸。

根据本发明较佳实施例，对含氟硫酸进行取样，然后测定其中FSO₃^-离子的浓度，进而计算含氟硫酸中全部氟磺酸恰好完全水解所需的理论水量。

或者为了简化起见，直接测定F离子的浓度，用于估算含氟硫酸中全部氟磺酸恰好完全水解所需的理论水量。在这个估算过程中，是假设所有的F都与硫酸根离子结合成FSO^3-，用于估算使含氟硫酸中的氟硫酸根恰好完全水解所需理论水量。氟磺酸水解过程为：FSO₃^-+H₂O→F-+SO₄^2-+2H⁺；因此估算时，F离子摩尔量与氟磺酸恰好全部水解所需水量为1:1摩尔比。相比测定其中FSO₃^-离子的浓度，测F简便得多。

根据本发明较佳实施例，所述惰性气体为氩气、氮气或压缩空气。