CN112919476A - 一种富氟混合物的利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法将富氟混合物和含二氧化硅物质混合，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体，所述混合粉体经过依次进行的一次升温、二次升温、三次升温和保温，其中三次升温与保温在负压条件下进行，得到四氟化硅气体与泡沫陶瓷，所述利用方法无三废生成，为无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟混合物提升了利用价值，实现了固废资源的高值利用途径。

Description

一种富氟混合物的利用方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物综合利用技术领域，尤其涉及一种富氟混合物的利用方法。
背景技术
速凝剂是使混凝土快速凝固并达到一定使用强度的外加剂，被广泛应用于混凝土、水泥等行业领域。尤其是无碱速凝剂和/或低碱速凝剂，因其具有含碱量低，添加量少，凝固时间短，混凝土强度高、孔隙率低等优点，被视为效果最好的速凝剂之一。无碱速凝剂和/或低碱速凝剂的生产工艺常需使用大量氟盐原料，其产生的副产物也具有较高的含氟量。随着混凝土的使用量不断攀升，速凝剂作为混凝土使用过程中必不可少的外加剂，产生固体废弃物的体量也在加大。目前，该富氟混合物仅采用堆存的方式处理，不仅占用了土地资源，对周边环境也造成了较大的影响。
根据速凝剂组分的不同，所产生的固体废弃物的成分也有差别，但在实际生产中，往往将多种废弃物混合堆存，导致该富氟混合物成分复杂且不稳定。富氟混合物的主要成分为三水氟化铝和二氧化硅，该富氟混合物烧失率最高可达75％质量分数，高温煅烧后的固体产物以氧化铝为主相，这是由于氟化铝与水反应生成氧化铝和氟化氢，二氧化硅与氟化氢反应生成气相的四氟化硅，氟化铝高温也可直接与二氧化硅反应生成四氟化硅，四氟化硅是电子、半导体行业中的重要原料。该富氟混合物的成分不稳定的原因主要为二氧化硅的含量，因此将富氟混合物与其他二氧化硅含量较高的固体废弃物配合使用，可以保证氟化物的足量消耗，并且提升四氟化硅气体的纯度。
CN101920962B公开了一种用石英砂法制备四氟化硅的方法，其原料包括金属氟化物和二氧化硅，通过先将金属氟化物煅烧活化，活化金属氟化物与浓硫酸反应得到氟化氢气体，氟化氢气体经洗涤和冷却得到氟化氢液体，同时将二氧化硅与硫酸混合为二氧化硅预混浆料，将氟化氢液体、二氧化硅预混浆料与硫酸混合反应得到四氟化硅气体，但未涉及废弃物的综合利用。
CN102134078A公开了一种用硫酸石英砂闭环生产四氟化硅的方法，所述方法包括将95～98％的硫酸和氟化物按比例连续加到氟化氢反应转炉中反应产生氟化氢气体，转化为液态氟化氢；将65～95％的硫酸与二氧化硅粉末预混合后加到反应器中并搅拌后，加入液态氟化氢反应生成四氟化硅气体；将稀硫酸打到三氧化硫吸收塔，然后逐渐加入三氧化硫，与稀硫酸中的水分合成硫酸备用，所述硫酸和转炉反应生成的氟化氢为循环使用，但未涉及废弃物的综合利用。
CN101698482B公开了一种回转反应炉热裂解氟硅酸钠制备四氟化硅的工艺，将氟硅酸钠在煅烧炉内干燥热处理，除去其中的水份，煅烧炉内维持负压；将干燥后的氟硅酸钠送入回转反应炉热裂解，热裂解得到四氟化硅和氟化钠；产生的四氟化硅气体经过除尘、冷却、干燥、压缩、收集高纯的四氟化硅气体，但未涉及废弃物的综合利用。
以上现有技术均是对四氟化硅的处理方法，因此，有必要开发一种能够有效地针对无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中富氟混合物高附加值的利用方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法将富氟混合物和含二氧化硅物质混合，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体，所述混合粉体经过依次进行的一次升温、二次升温、三次升温和保温，其中三次升温与保温在负压条件下进行，得到四氟化硅气体与泡沫陶瓷，所述利用方法无三废生成，为无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物提升了利用价值，实现了固废资源的高值利用途径。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体；
(2)所述混合粉体依次进行一次升温、二次升温、三次升温和保温，得到富四氟化硅气体，其中三次升温与保温在负压条件下进行。
本发明将富氟混合物和含二氧化硅物质混合，其中富氟混合物提供金属氟化物，含二氧化硅物质提供二氧化硅，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体，能够使金属氟化物与二氧化硅充分接触，有利于后续反应；所述混合粉体依次进行一次升温、二次升温和三次升温，得到富四氟化硅气体；进行一次升温能够除去分子内的水分，二次升温达到金属氟化物与二氧化硅的反应温度，三次升温既能够促进金属氟化物与二氧化硅的反应，又能够得到泡沫陶瓷，其中三次升温与保温在负压条件下进行，促进富四氟化硅气体溢出，得到性能良好的泡沫陶瓷。
优选地，步骤(1)所述富氟混合物包括无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物。
无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物含有氟化铝，本发明将无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物与含二氧化硅物质进行反应，提升了无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物的利用价值，实现了高值利用途径，又为半导体行业提供四氟化硅气体原料，促进了资源的节约再利用。
优选地，所述含二氧化硅物质包括抛光废渣、硼泥、粉煤灰或高炉渣中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：抛光废渣和硼泥的组合，硼泥和粉煤灰的组合，硼泥、粉煤灰和高炉渣的组合等。
本发明中含二氧化硅物质的来源包括固废资源，综合利用废弃资源，变废为宝，具有环保意义。
优选地，所述混合粉体中富氟混合物的质量分数为20～50wt％，例如可以是20wt％、23wt％、26wt％、29wt％、32wt％、35wt％、38wt％、41wt％、44wt％、47wt％或50wt％等。
优选地，所述混合粉体中含二氧化硅物质的质量分数为50～80wt％，例如可以是50wt％、53wt％、56wt％、59wt％、62wt％、65wt％、68wt％、71wt％、74wt％、77wt％或80wt％等。
优选地，所述球磨的时间为12～24h，例如可以是12h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h等。
优选地，所述干燥包括喷雾干燥。
优选地，所述喷雾干燥的温度为150～200℃，例如可以是150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等。
优选地，所述混合粉体的中值粒径≤0.8mm，例如可以是0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm等。
优选地，步骤(2)所述一次升温的升温速率为5～20℃/min，例如可以是5℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min、12℃/min、14℃/min、16℃/min、18℃/min或20℃/min等。
优选地，所述一次升温的目标温度为250～350℃，例如可以是250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃或350℃等。
优选地，所述一次升温与二次升温之间包括抽真空。
优选地，所述抽真空后的真空度为8～12kPa，例如可以是8kPa、8.5kPa、9kPa、9.5kPa、10kPa、10.5kPa、11kPa、11.5kPa或12kPa等。
本发明中抽真空能够保证生成的四氟化硅气体的纯度，避免空气中的杂质混入，同时能够促进金属氟化物与二氧化硅生成四氟化硅的反应，促进四氟化硅能够溢出。
优选地，步骤(2)所述二次升温的升温速率为5～20℃/min，例如可以是5℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min、12℃/min、14℃/min、16℃/min、18℃/min或20℃/min等。
优选地，所述二次升温的目标温度为850～950℃，例如可以是850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃、910℃、920℃、930℃、940℃或950℃等。
本发明将二次升温的目标温度为850～950℃，既能够满足达到金属氟化物与二氧化硅的反应温度，又能够避免产生其他气体杂质。
优选地，所述二次升温至目标温度后控制压力为30～80kPa，例如可以是30kPa、35kPa、40kPa、45kPa、50kPa、55kPa、60kPa、65kPa、70kPa、75kPa或80kPa等。
本发明将二次升温至目标温度后控制压力为30～80kPa，保持在负压条件下，既能够促进金属氟化物与二氧化硅生成四氟化硅的反应，避免引入其他杂质，又能够促进生成的四氟化硅能够溢出，回收充分。
优选地，步骤(2)所述三次升温的升温速率为5～20℃/min，例如可以是5℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min、12℃/min、14℃/min、16℃/min、18℃/min或20℃/min等。
优选地，所述三次升温的目标温度为1050～1300℃，例如可以是1050℃、1075℃、1100℃、1125℃、1150℃、1175℃、1200℃、1225℃、1250℃、1275℃或1300℃等。
本发明三次升温的目标温度为1050～1300℃，既能够促进金属氟化物与二氧化硅的反应，生成四氟化硅，又能够避免产生其他气体杂质。
优选地，所述保温的时间为10～30min，例如可以是10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min或30min等。
优选地，步骤(2)所述富四氟化硅气体包括四氟化硅、氟化氢和粉尘。
优选地，所述富四氟化硅气体中四氟化硅的质量分数为92～98wt％，例如可以是92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％或98wt％等。
优选地，步骤(2)所述保温后进行冷却，得到泡沫陶瓷。
本发明的泡沫陶瓷是利用无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中富氟副产物作为原料，与多种固废资源配合制备得到的泡沫陶瓷，为无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物和固废资源提供了高效、简便的高附加值综合利用方法。
优选地，所述利用方法还包括步骤(3)：将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
优选地，所述四氟化硅气体的纯度为≥99wt％，例如可以是99wt％、99.1wt％、99.2wt％、99.3wt％、99.4wt％、99.5wt％、99.6wt％、99.7wt％、99.8wt％或99.9wt％等。
作为本发明优选的技术方案，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨12～24h和150～200℃下喷雾干燥，得到中值粒径≤0.8mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为20～50wt％，含二氧化硅物质的质量分数为50～80wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5～20℃/min的一次升温至250～350℃后，抽真空至真空度为8～12kPa，再以升温速率为5～20℃/min进行二次升温至850～950℃后，控制压力为30～80kPa，再次以升温速率为5～20℃/min进行三次升温至1050～1300℃后，保温10～30min，得到四氟化硅含量为92～98wt％的富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到纯度≥99wt％的四氟化硅气体。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供富氟混合物的利用方法，采用的原料为无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物以及固废资源，为无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物提升了利用价值，实现了固废资源的高值利用途径；
(2)本发明提供富氟混合物的利用方法，所述利用方法为半导体行业提供了四氟化硅气体原料，所得到的四氟化硅气体纯度≥95.2wt％，在优选条件下，四氟化硅气体纯度≥99.4wt％；
(3)本发明提供富氟混合物的利用方法，所述利用方法能够得到以固废资源制备的泡沫陶瓷，所得到的泡沫陶瓷性能良好。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨24h和180℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.7mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为30wt％，含二氧化硅物质的质量分数为70wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为50kPa，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1100℃后，保温10min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为42.8wt％的抛光废渣、28.6wt％的硼泥、14.3wt％的高炉渣和14.3wt％的粉煤灰的混合物，其中抛光废渣、硼泥、高炉渣和粉煤灰的来源分别为陶瓷生产工艺、硼砂生产工艺、高炉炼铁工艺和燃煤发电工艺。
实施例2
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨24h和150℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.7mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为30wt％，含二氧化硅物质的质量分数为70wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为60kPa，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1150℃后，保温10min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为57.2wt％的抛光废渣、28.6wt％的硼泥、7.1wt％的高炉渣和7.1wt％的粉煤灰的混合物，其中抛光废渣、硼泥、高炉渣和粉煤灰的来源分别为陶瓷生产工艺、硼砂生产工艺、高炉炼铁工艺和燃煤发电工艺。
实施例3
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨12h和200℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.5mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为20wt％，含二氧化硅物质的质量分数为80wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为20℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为30kPa，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1180℃后，保温10min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为62.5wt％的抛光废渣、18.75wt％的硼泥、12.5wt％的高炉渣和6.25wt％的粉煤灰的混合物，其中抛光废渣、硼泥、高炉渣和粉煤灰的来源分别为陶瓷生产工艺、硼砂生产工艺、高炉炼铁工艺和燃煤发电工艺。
实施例4
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨24h和℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.7mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为35wt％，含二氧化硅物质的质量分数为65wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为60kPa，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1130℃后，保温20min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为38.4wt％的抛光废渣、46.2wt％的硼泥和15.4wt％的高炉渣的混合物，其中抛光废渣、硼泥和高炉渣的来源分别为陶瓷生产工艺、硼砂生产工艺和高炉炼铁工艺。
实施例5
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨12h和℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.3mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为50wt％，含二氧化硅物质的质量分数为50wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为80kPa，再次以升温速率为10℃/min进行三次升温至1250℃后，保温30min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为高炉渣，其中高炉渣的来源为高炉炼铁工艺。
实施例6
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨18h和180℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.5mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为50wt％，含二氧化硅物质的质量分数为50wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至250℃后，抽真空至真空度为8kPa，再以升温速率为5℃/min进行二次升温至850℃后，控制压力为50kPa，再次以升温速率为10℃/min进行三次升温至1050℃后，保温30min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为高炉渣，其中高炉渣的来源为高炉炼铁工艺。
实施例7
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨12h和180℃下喷雾干燥，得到中值粒径为0.3mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为50wt％，含二氧化硅物质的质量分数为50wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至350℃后，抽真空至真空度为12kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至950℃后，控制压力为50kPa，再次以升温速率为10℃/min进行三次升温至1300℃后，保温30min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
本实施例中富氟混合物的来源为无碱速凝剂生产过程中的富氟副产物，其中组分为60wt％的氟化铝，30wt％的无定形氧化硅，6wt％的磷酸盐，2wt％的硫化物和2wt％的氢氧化铝；含二氧化硅物质为高炉渣，其中高炉渣的来源为高炉炼铁工艺。
实施例8
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中二次升温至800℃，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中二次升温至1000℃，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中二次升温后控制压力为20kPa，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中二次升温后控制压力为90kPa，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中三次升温至1000℃，其余均与实施例1相同。
实施例13
本实施例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中三次升温至1350℃，其余均与实施例1相同。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中不进行一次升温与抽真空，其余均与实施例1相同。
具体的，步骤(2)为：
(2)所述混合粉体进行升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，控制压力为50kPa，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1100℃后，保温10min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷。
对比例2
本对比例提供一种富氟混合物的利用方法，所述利用方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)中二次升温后不控制压力为50kPa，相对应地，三次升温与保温不在负压条件下进行，其余均与实施例1相同。
具体的，步骤(2)为：
(2)所述混合粉体进行升温速率为5℃/min的一次升温至300℃后，抽真空至真空度为10kPa，再以升温速率为10℃/min进行二次升温至900℃后，再次以升温速率为5℃/min进行三次升温至1100℃后，保温10min，得到富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷。
三、测试及结果
四氟化硅气体纯度的测试方法：采用型号为Trace1300 E的气相色谱仪进行测量。
泡沫陶瓷容重的测试方法：将泡沫陶瓷的质量除以其体积，得到容重。
泡沫陶瓷抗压强度的测试方法：选取1*1*1cm的泡沫陶瓷样品在型号为2000/6000的万能试验机测量。
泡沫陶瓷吸水率的测试方法：将泡沫陶瓷浸泡于水中，测量水的减少率，从而计算得到泡沫陶瓷吸水率。
泡沫陶瓷导热系数的测试方法：采用型号为DRL-Ⅲ的导热系数仪进行测量。
以上实施例和对比例的测试结果如表1和表2所示。
表1
Figure BDA0002962220820000141
Figure BDA0002962220820000151
表2
容重(kg/m<sup>3</sup>) 抗压强度(MPa) 吸水率(wt％) 导热系数(W/m·K)
实施例1 375 4.1 1.8 0.081
实施例2 385 3.9 1.8 0.089
实施例3 398 4.2 1.7 0.097
实施例4 403 4.5 1.9 0.085
实施例5 415 3.5 1.9 0.093
从表1和表2可以看出以下几点：
(1)本发明提供富氟混合物的利用方法，所述利用方法将富氟混合物和含二氧化硅物质混合，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体，所述混合粉体经过依次进行的一次升温、二次升温、三次升温和保温，其中三次升温与保温在负压条件下进行，得到四氟化硅气体和泡沫陶瓷，具体而言，实施例1～5中泡沫陶瓷性能良好，实施例1～13中的四氟化硅气体的纯度≥95.2wt％，在优选条件下，四氟化硅气体的纯度≥99.4wt％；
(2)结合实施例1和实施例8～9可知，实施例1步骤(2)中二次升温至900℃，相较于实施例8～9步骤(2)中二次升温分别控制至800℃和1000℃而言，实施例1中四氟化硅气体的纯度为99.8wt％，而实施例8～9中四氟化硅气体的纯度分别为97.4wt％和96.8wt％，由此表明，本发明将步骤(2)中二次升温的温度控制在一定范围内，能够进一步提高四氟化硅气体的纯度；
(3)结合实施例1和实施例10～11可知，实施例1步骤(2)中二次升温后控制压力为50kPa，相较于实施例10～11步骤(2)中二次升温后控制压力分别为20kPa和90kPa而言，实施例1中四氟化硅气体的纯度为99.8wt％，而实施例10～11中四氟化硅气体的纯度分别为95.2wt％和96.4wt％，由此表明，本发明将步骤(2)中二次升温后控制压力在一定范围内，能够进一步提高四氟化硅气体的纯度；
(4)结合实施例1和实施例12～13可知，实施例1步骤(2)中三次升温至1100℃，相较于实施例12～13步骤(2)中三次升温分别控制至1000℃和1350℃而言，实施例1中四氟化硅气体的纯度为99.8wt％，而实施例12～13中四氟化硅气体的纯度分别为95.5wt％和96.2wt％，由此表明，本发明将步骤(2)中三次升温的温度控制在一定范围内，能够进一步提高四氟化硅气体的纯度；
(5)结合实施例1和对比例1可知，实施例1步骤(2)中进行一次升温与抽真空，相较于对比例1步骤(2)中不进行一次升温与抽真空而言，实施例1中四氟化硅气体的纯度为99.8wt％，而对比例1中四氟化硅气体的纯度为86.4wt％，由此表明，本发明在步骤(2)中进行一次升温与抽真空，能够提高四氟化硅气体的纯度；
(6)结合实施例1和对比例2可知，实施例1步骤(2)中二次升温后控制压力，相较于对比例2步骤(2)中二次升温后不控制压力而言，实施例1中四氟化硅气体的纯度为99.8wt％，而对比例2中四氟化硅气体的纯度为83.7wt％，由此表明，本发明在步骤(2)中二次升温后控制压力，将三次升温与保温在负压条件下进行，能够提高四氟化硅气体的纯度。
综上所述，本发明提供的的富氟混合物的利用方法，将富氟混合物和含二氧化硅物质混合，依次进行的一次升温、二次升温、三次升温和保温，其中三次升温与保温在负压条件下进行，得到四氟化硅气体和泡沫陶瓷，泡沫陶瓷性能良好，四氟化硅气体的纯度≥95.2wt％，在优选条件下，四氟化硅气体的纯度≥99.4wt％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种富氟混合物的利用方法，其特征在于，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨和干燥，得到混合粉体；
(2)所述混合粉体依次进行一次升温、二次升温、三次升温和保温，得到富四氟化硅气体，其中所述三次升温与保温在负压条件下进行。
2.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，步骤(1)所述富氟混合物包括无碱速凝剂和/或低碱速凝剂生产过程中的富氟副产物；
优选地，所述含二氧化硅物质包括抛光废渣、硼泥、粉煤灰或高炉渣中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述混合粉体中富氟混合物的质量分数为20～50wt％；
优选地，所述混合粉体中含二氧化硅物质的质量分数为50～80wt％；
优选地，所述球磨的时间为12～24h；
优选地，所述干燥包括喷雾干燥；
优选地，所述喷雾干燥的温度为150～200℃；
优选地，所述混合粉体的中值粒径≤0.8mm。
3.根据权利要求1或2所述的利用方法，其特征在于，步骤(2)所述一次升温的升温速率为5～20℃/min；
优选地，所述一次升温的目标温度为250～350℃；
优选地，所述一次升温与二次升温之间包括抽真空；
优选地，所述抽真空后的真空度为8～12kPa。
4.根据权利要求1～3任一项所述的利用方法，其特征在于，步骤(2)所述二次升温的升温速率为5～20℃/min；
优选地，所述二次升温的目标温度为850～950℃；
优选地，所述二次升温至目标温度后控制压力为30～80kPa。
5.根据权利要求1～4任一项所述的利用方法，其特征在于，步骤(2)所述三次升温的升温速率为5～20℃/min；
优选地，所述三次升温的目标温度为1050～1300℃；
优选地，所述保温的时间为10～30min。
6.根据权利要求1～5任一项所述的利用方法，其特征在于，步骤(2)所述富四氟化硅气体包括四氟化硅、氟化氢和粉尘；
优选地，所述富四氟化硅气体中四氟化硅的质量分数为92～98wt％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的利用方法，其特征在于，步骤(2)所述保温后进行冷却，得到泡沫陶瓷。
8.根据权利要求1～7任一项所述的利用方法，其特征在于，所述利用方法还包括步骤(3)：将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到四氟化硅气体。
9.根据权利要求8所述的利用方法，其特征在于，所述四氟化硅气体的纯度为≥99wt％。
10.根据权利要求1～9任一项所述的利用方法，其特征在于，所述利用方法包括以下步骤：
(1)混合富氟混合物和含二氧化硅物质，依次进行球磨12～24h和150～200℃下喷雾干燥，得到中值粒径≤0.8mm的混合粉体，其中混合粉体中富氟混合物的质量分数为20～50wt％，含二氧化硅物质的质量分数为50～80wt％；
(2)所述混合粉体进行升温速率为5～20℃/min的一次升温至250～350℃后，抽真空至真空度为8～12kPa，再以升温速率为5～20℃/min进行二次升温至850～950℃后，控制压力为30～80kPa，再次以升温速率为5～20℃/min进行三次升温至1050～1300℃后，保温10～30min，得到四氟化硅含量为92～98wt％的富四氟化硅气体；同时冷却后得到泡沫陶瓷；
(3)将所述富四氟化硅气体依次经除尘、压缩和冷凝，得到纯度为≥99wt％的四氟化硅气体。
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