JP2007516835A - 廃水のクロマトグラフィー分離によるフッ化物及びアンモニアの選択的除去 - Google Patents
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Abstract
Description
多くの工業的作業は、フッ化水素酸として、又はフッ化アンモニウムなどのフッ化物塩として、フッ化物を利用する場合が多い。例えば、アルミナやシリカのエッチング、クリーニング等、また半導体製造は、大量のフッ化水素酸及び他のフッ化物化合物を利用する。水の排出における規制元素として、当技術分野で周知の理由のため、生じた廃水はフッ化物イオン除去処理を行う必要がある。更に、半導体製造業者らは、フッ化水素酸(HF)を使用するとき、超高純度のフッ化水素酸を要求する場合が多い。
2Ca(OH)2+2HF+H2SO4=CaF2+CaSO4・2H2O+2H2O
この反応から分かるように、乾燥重量基準で、スラッジはフッ化カルシウム(CaF2)を45%のみ含有し、残部は比較的良性のCaSO4である。
廃水流れ中に含有される実質的にすべてのフッ化物イオンを除去することを包含する、廃水流れを処理する方法であって、廃水流を強酸性陽イオン樹脂に通すことにより、廃水流れ中の陽イオンを水素イオンと交換し、廃水流れを硫酸塩形態の強塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、ヘキサフルオロシリケートを廃水流れから除去し、廃水流れを遊離塩基形態の第3アミン基を有する弱塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、酸を廃水流れから除去し、そして廃水流れを遊離塩基形態の弱塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、フッ化水素酸を廃水流れから除去することを含む前記方法を提供する。
本方法は、更なる工業的使用のため又は環境規制に従うために、工業的作業中に生じる廃水流れからのフッ化物の除去に適用できる。本方法は、フッ化物イオン及びフルオロシリケートイオンの除去を、廃水流れ中のイオン全体から分離して行い、これにより処理効率を向上させコストを低減させる。イオン交換クロマトグラフィーを使用して、廃水流れ中の陽イオン/陰イオンを選択的に結合する帯電樹脂を含有する1又はそれより多いカラムに廃水流れを通すことにより、フッ化物を除去する。フッ化物をカラムから洗い出し、除去のため又は他のプロセスでの使用のために集める。
強酸性陽イオン樹脂を通過したアルミニウム塩の陰イオンに相当する濃縮鉱酸を、その強酸性陽イオン樹脂を通過した可溶性アルミニウム塩溶液に添加し、カラム中の強酸性陽イオン樹脂をすすいだ脱イオン水を、重量基準で6%の強酸性溶液を用いて再生する。例として、塩化アルミニウムを塩として使用する場合は、塩酸を再生剤として用いる。
Claims (21)
- 廃水流れ中に含有される実質的にすべてのフッ化物イオンを除去することを含む廃水流れを処理するための方法であって、
a.廃水流れを強酸性陽イオン樹脂に通すことにより、該廃水流れ中の陽イオンを水素イオンと交換し;
b.該廃水流れを硫酸塩形態の強塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、該廃水流れからヘキサフルオロシリケートを除去し;
c.該廃水流れを遊離塩基形態の第3アミン基を有する弱塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、該廃水流れから酸を除去し;
d.該廃水流れを遊離塩基形態の弱塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、該廃水流れからフッ化水素酸を除去すること
を含む前記方法。 - フッ化水素酸以外の酸が、HNO3、HOAc、HCl及びH2SO4からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
- 強酸性陽イオン樹脂がスルホン酸部分を含有する、請求項1記載の方法。
- 強酸性陽イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、アンモニウムイオンの漏出について検査することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 樹脂を出入りする廃水流れのpH差を監視する、請求項4記載の方法。
- 硫酸又は塩酸のうち少なくとも1種を強酸性陽イオン樹脂に通すことにより、該強酸性陽イオン樹脂を再生することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 強塩基性陰イオン樹脂が第4アミン基を含む、請求項1記載の方法。
- bが、強塩基性陰イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、シリカの漏出について検査することを更に含む、請求項1記載の方法。
- bが、塩酸次いで硫酸を強塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、強塩基性陰イオン樹脂を再生することを更に含む、請求項1記載の方法。
- cが、強塩基性陰イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、塩化物の漏出について検査することを更に含む、請求項1記載の方法。
- c及びdが、遊離塩基形の第3アミン基を有する弱塩基性陰イオン樹脂を水酸化ナトリウム溶液で再生することを更に含む、請求項1記載の方法。
- dが、弱塩基性陰イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、電気抵抗について検査することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 強塩基性陰イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、フッ化物の漏出について検査することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 塩酸を弱塩基性陰イオン樹脂に通すことにより、該弱塩基性陰イオン樹脂を再生することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 除去されたフッ化水素酸に、溶解限度より低い濃度のCa(OH)2又はCaCl2のうち少なくとも1種を添加することを更に含む、請求項1記載の方法。
- 廃水流れ中に含有される実質的にすべてのフッ化物イオンを除去することを含む廃水流れを処理するための方法であって、
a.アルミニウム塩の溶液を強酸性陽イオン樹脂に通すことにより、水素イオンを含有する強酸性陽イオン樹脂中の水素イオンをアルミニウムイオンと交換し;
b.該強酸性陽イオン樹脂を水ですすぎ;
c.該廃水流れをアルミニウムイオン交換強酸性陽イオン樹脂に通すことにより、該廃水流れからフッ化水素酸を除去すること
を含む上記の方法。 - アルミニウム塩が塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムのうち少なくとも1種であり、対応する酸がそれぞれ塩化水素又は硫酸水素塩である、請求項16記載の方法。
- 交換及びすすぎからのすべての流出物を槽中に集めることを更に含む、請求項16記載の方法。
- 鉱酸と交換及びすすぎからのすべての流出物との混合物を、強酸性陽イオン樹脂に添加することを更に含む、請求項16記載の方法。
- 強酸性陰イオン樹脂を通過する廃水流れを監視して、フッ化物の漏出について検査することを更に含む、請求項16記載の方法。
- 強酸性陽イオン樹脂に、該強酸性陽イオン樹脂を通過したアルミニウム塩に対応する濃縮された鉱酸を通すことにより、該強酸性陽イオン樹脂を再生することを更に含む、請求項16記載の方法。
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