CN114436216A - 一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括:将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,反应后得到气相产物和液相溶液;将液相溶液与氯化碱金属盐混合,反应后固液分离,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸;将氟硅酸盐沉淀与氨水混合,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液;将氟化盐溶液与上述得到的气相产物混合,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液。本发明所述方法根据混液中酸的种类及性质,采用两步反应及沉淀的方式得到氟硅酸盐沉淀,并分离出盐酸,再将含氟沉淀转化为氟化盐溶液重新使用,实现废酸中氢氟酸的回收利用,经过上述处理,混酸分离彻底,实现混酸的综合回收利用;所述方法操作简单,成本较低,不产生二次污染。
Description
技术领域
本发明属于废液处理技术领域,涉及一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展,废液的排放量日益增多,其中废酸作为一种强腐蚀性废液,若未得到有效处理就进行排放,必然会对环境造成极大损害;而目前规模迅速扩大的电子行业、半导体行业、锂电行业等生产过程均会产生大量废酸液,而且通常是多种无机酸的混合酸,其分离回收通常需要较为复杂的步骤,受其中酸的种类的影响较大。
例如,氢氟酸蚀刻流程主要应用于硅及二氧化硅的蚀刻要求中,排出的废酸液主要为氟硅酸、氢氟酸及其混酸等化合物;锂电池电解液的重要材料六氟磷酸锂,其生产过程中会产生含盐酸、氢氟酸的副产物,即混合废酸;上述废酸中因含有氢氟酸造成其腐蚀性较强,且其中的盐酸也无法直接利用,因此需要进行混酸分离。
CN 108046270A公开了一种混酸的回收处理方法,所述混酸包括氢氟酸、氟硅酸、硝酸以及盐酸,该方法包括:将混酸加入反应釜搅拌,匀速加入碳酸钠反应完全后固液分离,得到的上清液转移至合成釜,加入碳酸钡至完全反应,再次进行固液分离,得到的上清液再加入碳酸钠调节至预设pH值,得到混合盐溶液,向混合盐溶液中加入氯化钾,蒸发浓缩分离出氯化钠晶体,将母液稀释并冷却预设温度后析出硝酸钾晶体;该方法主要是针对自身酸的组成及性质进行的操作,混酸种类多,操作较为复杂,酸的回收率有限,且所得产物均为相应的盐,而非对酸的直接回收利用。
CN 108147446A公开了一种盐酸和氢氟酸的混酸处理工艺,其步骤如下:将混酸与重量百分比浓度为2~65%的氯化钙溶液置于第一反应罐中混合反应;充分反应后,将反应产物通过过滤器过滤;其滤渣与重量百分比浓度为20~65%的氧化钙溶液置于第二反应罐中混合反应;其滤液收集他用;充分反应后,将反应产物通过压滤器压滤;其滤液为氯化钙溶液回收待用;其滤渣为氟化钙,用作氟化氢生产原料。该方法采用氯化钙作为氢氟酸的沉淀剂,但会形成大量氟化钙污泥,难以直接利用。
综上所述,对于无机混酸,尤其是氢氟酸和盐酸混酸的回收处理,还需要根据混酸中酸的种类及特性,选择合适的分离试剂及操作,以实现混酸中不同组分的分离回收,同时尽可能简化操作,降低成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法根据混酸中酸的种类及性质,采用两步反应及沉淀的方式分离出盐酸,再将含氟沉淀转化为氟化盐溶液重新使用,混酸溶液分离彻底,实现了废酸的综合回收利用。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,反应后得到气相产物和液相溶液;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化碱金属盐混合,反应后固液分离,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸盐沉淀与氨水混合,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液;
(4)将步骤(3)得到的氟化盐溶液与步骤(1)得到的气相产物混合,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液。
本发明中,对于混合酸液的回收利用,主要是根据混液中酸的种类及性质,选择合适的分离操作,因而对于本发明中的氢氟酸和盐酸的混酸,由于氢氟酸性质的特殊性,先采用二氧化硅与氢氟酸反应生成氟硅酸,再通过无机盐将其转化为氢氟酸盐沉淀,从而实现盐酸的分离与回收;再将氟硅酸盐进行氨化反应,重新生成二氧化硅沉淀和氟化盐溶液,根据氟化盐溶液的组成,将碱金属离子沉淀下来,得到酸性氟化铵溶液重新使用,实现废酸中氢氟酸的回收利用,经过上述处理,混酸分离彻底,综合利用价值高,且所述方法操作简单,成本较低,不产生二次污染。
以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述混酸的来源包括锂电池电解液生产行业或氟化工行业。
优选地,步骤(1)所述混酸的摩尔浓度为8~25mol/L,例如8mol/L、10mol/L、12mol/L、15mol/L、18mol/L、20mol/L或25mol/L等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述混酸中氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.5~1.5,例如0.5、0.6、0.8、1.0、1.2或1.5等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,所述混酸主要来自半导体、芯片、锂电等行业,根据来源工序的不同,其中不同酸的比例也有较大差别,具体处理时还需根据实际混酸情况进行处理。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1~1.5,例如1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,根据上述摩尔比的选择,二氧化硅加入过量,以便于混酸中的氢氟酸充分反应,转化为可溶性的氟硅酸,多余的二氧化硅不溶解,在后续处理时能够直接分离出来。
优选地,步骤(1)所述反应的温度25~50℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸。
本发明中,氢氟酸与二氧化硅反应会生成四氟化硅,该产物为气相,但在氢氟酸过量时,会继续生成氟硅酸,因此该反应中只有少量气相产物会逸出,大部分生成氟硅酸,同时两者的比例也与反应温度的控制有关。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述氯化碱金属盐包括氯化钾或氯化钠,优选为氯化钾。
优选地,步骤(2)所述液相溶液中氟硅酸与氯化碱金属盐的摩尔比为0.4~0.6,例如0.4、0.45、0.5、0.55或0.6等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,选择氯化盐是为了避免引入其他杂质离子,使得氟硅酸盐沉淀后,溶液中的阴离子基本为氯离子,便于回收盐酸。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述反应的温度为25~50℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述固液分离包括过滤。
优选地,步骤(2)所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述氨水的浓度为15~25wt%,例如15wt%、16wt%、18wt%、20wt%、22wt%、24wt%或25wt%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述氟硅酸盐沉淀与氨水的质量体积比为0.2~1,例如0.2、0.4、0.5、0.6、0.8或1等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,此处质量体积比的单位为g/mL。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述反应的温度为80~100℃,例如80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用。
优选地,步骤(3)所述氟化盐溶液包括氟化铵与氟化碱金属盐的混合溶液。
本发明中,氟硅酸盐沉淀的再溶解需要在碱性条件下进行,再根据氟硅酸盐以及二氧化硅的特性,需要选择氨水作为反应原料,避免生成的二氧化硅溶解;该反应温度的控制主要是基于氟硅酸钾在该温度下有较高的溶解度,加快氟硅酸钾与氨水的反应。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)得到的气相产物先用水吸收得到氟硅酸,再与氟化盐溶液混合。
优选地,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化碱金属盐的摩尔比为0.3~0.7,例如0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6或0.7等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(4)所述反应的温度为25~50℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(4)所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠,返回步骤(3)再次处理。
本发明中,在氟化盐溶液分离回收氟的过程中,产物之一为氟硅酸盐沉淀,将其返回再次进行处理,实现该产物的内部循环,可有效提高氟的回收率。
优选地,步骤(4)所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液。
优选地,步骤(4)所述含氟化铵溶液中加入氨水,生成氟化氢铵。
优选地,所述氨水的加入量满足控制反应后pH值为3~6,例如3、3.5、4、4.5、5、5.5或6等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的摩尔浓度为8~25mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.5~1.5,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1~1.5,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为25~50℃℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化碱金属盐混合,所述氯化碱金属盐包括氯化钾或氯化钠,所述液相溶液中氟硅酸与氯化碱金属盐的摩尔比为0.4~0.6,反应后固液分离,所述反应的温度为25~50℃,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸,所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸盐沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为15~25wt%,所述氟硅酸盐沉淀与氨水的质量体积比为0.2~1,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为80~100℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液为氟化铵与氟化碱金属盐的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化碱金属盐的摩尔比为0.3~0.7,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为25~50℃,所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述方法根据混液中酸的种类及性质,采用两步反应及沉淀的方式得到氟硅酸盐沉淀,并分离出盐酸,再将含氟沉淀转化为氟化盐溶液重新使用,实现废酸中氢氟酸的回收利用,经过上述处理,混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98%以上,氟的回收率达到96%以上;
(2)本发明所述方法操作简单,成本较低,不产生二次污染,实现了混合废酸液的资源化利用。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的氢氟酸和盐酸的混酸分离回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,反应后得到气相产物和液相溶液;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化碱金属盐混合,反应后固液分离,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸盐沉淀与氨水混合,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液;
(4)将步骤(3)得到的氟化盐溶液与步骤(1)得到的气相产物混合,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液。
以下为本发明典型但非限制性实施例:
实施例1:
本实施例提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法的工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的来源为锂电池电解液生产行业,其摩尔浓度为15mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为1:1,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1.2:1,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为40℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化钾混合,所述液相溶液中氟硅酸与氯化钾的摩尔比为0.5:1,反应后过滤分离,所述反应的温度为40℃,得到氟硅酸钾沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸钾沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为20wt%,所述氟硅酸钾沉淀与氨水的质量体积比为0.5g:1mL,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为90℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液包括氟化铵和氟化钾的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化钾的摩尔比为0.5:1,反应后得到氟硅酸钾沉淀和酸性氟化铵溶液,所述反应的温度为40℃,所述酸性氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液,所述酸性氟化铵溶液中加入氨水,控制反应后pH值为4,生成氟化氢铵。
本实施例中,经过上述处理,所述混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98.4%,氟的回收率达到96.5%。
实施例2:
本实施例提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的来源为锂电池电解液生产行业,其摩尔浓度为10mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为1.5:1,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1.1:1,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为30℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化钾混合,所述液相溶液中氟硅酸与氯化钾的摩尔比为0.45:1,反应后过滤分离,所述反应的温度为30℃,得到氟硅酸钾沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸钾沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为15wt%,所述氟硅酸钾沉淀与氨水的质量体积比为0.2g:1mL,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为100℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液包括氟化铵和氟化钾的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化钾的摩尔比为0.4:1,反应后得到氟硅酸钾沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为30℃,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液,所述含氟化铵溶液中加入氨水,控制反应后pH值为5,生成氟化氢铵。
本实施例中,经过上述处理,所述混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98.2%,氟的回收率达到96.2%。
实施例3:
本实施例提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的来源为氟化工行业,其摩尔浓度为25mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.5:1,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1:1,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为50℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化钾混合,所述液相溶液中氟硅酸与氯化钾的摩尔比为0.6:1,反应后过滤分离,所述反应的温度为50℃,得到氟硅酸钾沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸钾沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为25wt%,所述氟硅酸钾沉淀与氨水的质量体积比为1g:1mL,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为80℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液包括氟化铵和氟化钾的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化钾的摩尔比为0.6:1,反应后得到氟硅酸钾沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为50℃,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液。
本实施例中,经过上述处理,所述混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98.1%,氟的回收率达到96.4%。
实施例4:
本实施例提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的来源为锂电池电解液生产行业,其摩尔浓度为20mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.8:1,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1.3:1,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为25℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化钾混合,所述液相溶液中氟硅酸与氯化钾的摩尔比为0.4:1,反应后过滤分离,所述反应的温度为25℃,得到氟硅酸钾沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸钾沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为18wt%,所述氟硅酸钾沉淀与氨水的质量体积比为0.4g:1mL,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为85℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液包括氟化铵和氟化钾的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化钾的摩尔比为0.45:1,反应后得到氟硅酸钾沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为25℃,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液,所述含氟化铵溶液中加入氨水,控制反应后pH值为3,生成氟化氢铵。
本实施例中,经过上述处理,所述混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98.0%,氟的回收率达到96.2%。
实施例5:
本实施例提供了一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的来源为氟化工行业,其摩尔浓度为12mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为1.25:1,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1.5:1,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为35℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化钠混合,所述液相溶液中氟硅酸与氯化钠的摩尔比为0.55:1,反应后过滤分离,所述反应的温度为35℃,得到氟硅酸钠沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸钠沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为22.5wt%,所述氟硅酸钠沉淀与氨水的质量体积比为0.8g:1mL,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为95℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液包括氟化铵和氟化钠的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化钠的摩尔比为0.65:1,反应后得到氟硅酸钠沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为35℃,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液。
本实施例中,经过上述处理,所述混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98.3%,氟的回收率达到96.0%。
综合上述实施例可以看出,本发明所述方法根据混液中酸的种类及性质,采用两步反应及沉淀的方式得到氟硅酸盐沉淀,并分离出盐酸,再将含氟沉淀转化为氟化盐溶液重新使用,实现废酸中氢氟酸的回收利用,经过上述处理,混酸分离彻底,实现混合废酸的综合回收利用,盐酸的回收率达到98%以上,氟的回收率达到96%以上;所述方法操作简单,成本较低,不产生二次污染。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明方法的等效替换及辅助操作的添加、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)
1.一种氢氟酸和盐酸的混酸分离回收的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,反应后得到气相产物和液相溶液;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化碱金属盐混合,反应后固液分离,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸盐沉淀与氨水混合,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液;
(4)将步骤(3)得到的氟化盐溶液与步骤(1)得到的气相产物混合,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述混酸的来源包括锂电池电解液生产行业或氟化工行业;
优选地,步骤(1)所述混酸的摩尔浓度为8~25mol/L;
优选地,步骤(1)所述混酸中氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.5~1.5。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1~1.5;
优选地,步骤(1)所述反应的温度为25~50℃;
优选地,步骤(1)所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述氯化碱金属盐包括氯化钾或氯化钠,优选为氯化钾;
优选地,步骤(2)所述液相溶液中氟硅酸与氯化碱金属盐的摩尔比为0.4~0.6。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述反应的温度为25~50℃;
优选地,步骤(2)所述固液分离包括过滤;
优选地,步骤(2)所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述氨水的浓度为15~25wt%;
优选地,步骤(3)所述氟硅酸盐沉淀与氨水的质量体积比为0.2~1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述反应的温度为80~100℃;
优选地,步骤(3)所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用;
优选地,步骤(3)所述氟化盐溶液为氟化铵与氟化碱金属盐的混合溶液。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)得到的气相产物先用水吸收得到氟硅酸,再与氟化盐溶液混合;
优选地,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化碱金属盐的摩尔比为0.3~0.7;
优选地,步骤(4)所述反应的温度为25~50℃。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,步骤(4)所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠,返回步骤(3)再次处理;
优选地,步骤(4)所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液;
优选地,步骤(4)所述含氟化铵溶液中加入氨水,生成氟化氢铵;
优选地,所述氨水的加入量满足控制反应后pH值为3~6。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将氢氟酸和盐酸的混酸与二氧化硅混合,所述混酸的摩尔浓度为8~25mol/L,氢氟酸和盐酸的摩尔比为0.5~1.5,混酸中氢氟酸与二氧化硅的摩尔比为1~1.5,反应后得到气相产物和液相溶液,所述反应的温度为25~50℃,所述气相产物包括四氟化硅,所述液相溶液包括氟硅酸和盐酸;
(2)将步骤(1)得到的液相溶液与氯化碱金属盐混合,所述氯化碱金属盐包括氯化钾或氯化钠,所述液相溶液中氟硅酸与氯化碱金属盐的摩尔比为0.4~0.6,反应后固液分离,所述反应的温度为25~50℃,得到氟硅酸盐沉淀和盐酸,所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠;
(3)将步骤(2)得到的氟硅酸盐沉淀与氨水混合,所述氨水的浓度为15~25wt%,所述氟硅酸盐沉淀与氨水的质量体积比为0.2~1,反应后得到二氧化硅和氟化盐溶液,所述反应的温度为80~100℃,所述二氧化硅返回步骤(1)循环使用,所述氟化盐溶液为氟化铵与氟化碱金属盐的混合溶液;
(4)步骤(1)得到的气相产物用水吸收得到氟硅酸,再与步骤(3)得到的氟化盐溶液混合,所述氟硅酸与氟化盐溶液中氟化碱金属盐的摩尔比为0.3~0.7,反应后得到氟硅酸盐沉淀和含氟化铵溶液,所述反应的温度为25~50℃,所述氟硅酸盐沉淀包括氟硅酸钾或氟硅酸钠,所述含氟化铵溶液为氢氟酸和氟化铵的混合溶液。
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