含有碱金属盐的成型体及使用该成型体的酸性水溶液的再生处理方法技术

本发明专利技术提供一种能够在不使恶化作业环境的情况下，高效地进行从含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液分离氟硅酸、对酸性水溶液进行再生处理的操作的材料和方法。本发明专利技术的含有碱金属盐的成型体以规定比例含有碱金属盐A、以及碱金属盐B和碱金属盐C中的至少一种，上述碱金属盐A为选自氟化钠、二氟氢化钠、氟化钾和二氟氢化钾中的至少一种，上述碱金属盐B为选自在20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钠盐和在20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钾盐中的至少一种，上述碱金属盐C选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种。

Forming body containing alkali metal salt and regeneration treatment method of acid solution using the forming body

The invention provides a material and method for efficiently separating fluorosilicate acid from acidic water solution containing hydrofluoric acid and fluosilicate acid and regenerating the acidic aqueous solution without deteriorating the working environment. Molded body containing alkali metal salts of the invention to the prescribed proportion containing at least one alkali metal salt and alkali metal salts of A, B and C in alkali metal salts, the alkali metal salt A for at least one selected from the group consisting of sodium fluoride, two sodium hydrogen fluoride, potassium fluoride and potassium fluoride in two, the alkali metal salt B is at least one selected from the group consisting of 20 degrees in the solubility of potassium sodium in water above 10g/100ml at 20 DEG C and water solubility in the 10g/100ml above, at least one of the alkali metal salt selected from the group consisting of C sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有碱金属盐的成型体及使用该成型体的酸性水溶液的再生处理方法
本专利技术涉及含有碱金属盐的成型体及使用该成型体的酸性水溶液的再生处理方法。具体而言，涉及由特定组成的碱金属盐组合物形成的含有碱金属盐的成型体、用于从含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液中除去作为杂质的氟硅酸的含有碱金属盐的成型体，以及使用该成型体的酸性水溶液的再生处理方法。
技术介绍
氢氟酸(HF、氢氟酸)具有能够溶解作为各种玻璃主成分的硅酸(SiO2)的性质。所以，利用该项性质，氢氟酸被用于装饰用玻璃制造中的玻璃表面蚀刻加工；工业用玻璃面板的蚀刻加工、研磨、清洗；或有机硅基板等含硅材料的表面处理。特别是在要求洁净表面特性的玻璃制品的制造中，需要使用氢氟酸的处理工序。在利用含有氢氟酸的酸性水溶液对玻璃基板、有机硅基板等各种含硅材料的表面进行处理而进行洁净化、蚀刻等表面处理的工序中，因硅酸(SiO2)成分与氢氟酸的反应，将生成氟硅酸(H2SiF6)。所以，若再使用或重复使用该酸性水溶液，酸性水溶液中的氢氟酸浓度降低，并且氟硅酸(H2SiF6)累积，导致蚀刻能力、清洗能力(这些能力被统称为“处理能力”)逐渐降低。以往，处理能力已降低的酸性水溶液会定期更换，使用后的含杂质的酸性水溶液被当作工业废弃物进行处理，但从环境负荷的观点考虑，优选的并非作为工业废弃物丢弃，而是尽可能用于再生处理，重复利用酸性水溶液。作为这类对策，已知有将含杂质的酸性水溶液利用电解进行再生的方法，但再生效率偏低，实用上存在诸多问题。作为从含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液除去氟硅酸从而将含氢氟酸的酸性水溶液重复利用的另一方法，已知有在该废酸水溶液中添加下述各种碱金属化合物M+X－，再将依照下述式(1A)的反应形成的氟硅酸盐(M2SiF6)沉淀物分离，从废酸水溶液中除去氟硅酸的方法。H2SiF6+2M+X-→M2SiF6↓(沉淀)+2HX(lA)M+：碱金属阳离子(Na+、K+等)X-：阴离子(F-、Cl-、HF2-、NO3-、HCO3-等)上式中，作为氟硅酸除去反应所使用的碱金属化合物M+X-，截至目前为止报道了能够使用各种碱金属化合物。例如，专利文献1中公开了氯化钾、氢氧化钾、碳酸钾等各种钾离子给体制成水溶液来添加的方法。专利文献2中公开了以水溶液形态添加硝酸钠的方法和以粉体形态添加碳酸氢钠的方法。专利文献3、专利文献4中公开了以粉体状、浆料状或水溶液状添加碳酸钠或碳酸氢钠，而形成氟硅酸盐的方法。专利文献5～7中公开了添加氢氧化钠之类的各种碱金属氢氧化物的方法。专利文献8和专利文献9中公开了以粉体形态添加氟化钾、氟化钠、氯化钾、氯化钠之类的各种碱金属盐的方法。专利文献10中公开了以溶液形态添加各种碱金属氟化物的方法。专利文献11中公开了将二氟氢化钠、二氟氢化钾之类的各种二氟氢化物制成粉体或水溶液来添加的方法。如上所述，尽管目前为止报道了上述式(lA)所示的氟硅酸的除去反应中能够使用各种碱金属化合物，但却各有各的问题。例如，当碱金属化合物M+X-的X-为酸性水溶液中所不含的阴离子时，在上述(lA)式的反应中，在酸性水溶液中会形成杂质酸成分(HX)。所以，不宜将这样的碱金属化合物作为废酸水溶液再生处理中所使用的碱金属化合物的主要成分。另外，当碱金属化合物M+X-为碱性化合物的情况下，即X-为氢氧根、碳酸根或碳酸氢根的情况下，若将该碱金属化合物添加至废酸水溶液，则该碱金属化合物将马上与氢氟酸进行反应，导致氢氟酸被消耗。所以，不宜将该碱性金属化合物作为废酸水溶液再生处理中所使用的碱金属化合物的主要成分。而且，在碱金属碳酸盐、碳酸氢盐为碱金属化合物主要成分的情况下，在将其添加至废酸水溶液后，还会因急剧产生二氧化碳气泡，而出现反应难以控制的问题。与上述碱金属化合物相比，专利文献8～11所使用的碱金属氟化物MF(NaF、KF等)或碱金属二氟氢化物MHF2(NaHF2、KHF2等)因下述理由而优选作为废酸水溶液再生处理中所用碱金属化合物M+X-的主要成分。即，在碱金属化合物M+X-为碱金属氟化物MF或碱金属二氟氢化物MHF2的情况下，将如下述式(IA-l)、(IA-2)所示，在形成氟硅酸盐沉淀之同时，也会形成氢氟酸HF。H2SiF6+2MF→M2SiF6↓(沉淀)+2HF(1A-l)H2SiF6+2MHF2→M2SiF6↓(沉淀)+4HF(IA-2)由于利用该反应形成的氢氟酸HF将会补充在含硅材料的表面处理工序中因二氧化硅成分SiO2与氢氟酸HF反应的下述氟硅酸形成反应(2A)而被消耗的氢氟酸HF，故而优选。SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O(2A)专利文献12公开了由氟化钠粉末和氟化钾水溶液制造氟化钠粒料的方法。不过，尽管专利文献12中，关于该氟化钠粒料的用途公开了作为氟化氢、六氟化铀的吸附剂的用途，但对作为废酸水溶液的再生处理剂的用途则无任何记载。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-046888号公报专利文献2：日本特开2011-162388号公报专利文献3：日本特开2012-143734号公报专利文献4：日本特开2011-201770号公报专利文献5：日本特开2011-152541号公报专利文献6：日本特开2011-131128号公报专利文献7：日本特开2012-055841号公报专利文献8：日本特开2014-113583号公报专利文献9：日本特开2004-283736号公报专利文献10：日本特开2000-072482号公报专利文献11：日本特开2014-218416号公报专利文献12：日本特开昭63-270310号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术课题在专利文献8～11中，公开了通过向含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液(废酸水溶液)中添加粉末状或水溶液状的碱金属氟化物和/或二氟氢化物(NaF、KF、NaHF2、KHF2等)，生成氟硅酸盐的沉淀物，再将该沉淀物分离，由此对酸性水溶液进行再生处理的方法。然而，该碱金属氟化物和二氟氢化物(NaF、KF、NaHF2、KHF2)的粉末均具有容易形成粉尘飞散的性质。所以，当该碱金属氟化物、二氟氢化物(NaF、KF、NaHF2、KHF2)粉末以工业规模大量用于废酸水溶液再生时，在作业中易造成粉尘飞扬，难以保护作业环境。另一方面，当将该碱金属氟化物、碱金属二氟氢化物制成水溶液向废酸水溶液添加时，虽不再有向废酸水溶液的添加工序中的粉尘飞散的问题，但因为若在废酸水溶液中添加该碱金属氟化物水溶液、碱金属二氟氢化物的水溶液，则该废酸水溶液会被作为溶剂使用的水稀释，因而该酸性水溶液难以重复使用。因此，作为应对使用水溶液状氟化物时的稀释化的策略，可以列举在除去碱金属氟硅酸盐的沉淀物后，对酸性水溶液进行浓缩和组成调整，再进行重复利用的方法，或丢弃稀释废液的方法。然而，前者的浓缩法中除了工序烦杂之外，还会多余地耗费能量成本，故而不实用。而后者的方法则由于会排出大量工业废弃物，故而从经济效益及环境保护的观点考虑，也不优选。本专利技术鉴于如上所述的背景，目的在于提供一种在不使作业环境恶化、且不增加环境负荷的情况下，能够高效地实施从含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液中分离出氟硅酸的盐，对酸性水溶液进行再生处理的操作的新技术。解决课题的技术手段本专利技术的专利技术人为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有碱金属盐的成型体，其特征在于：含有碱金属盐A、以及碱金属盐B和碱金属盐C中的至少一种，(1)所述碱金属盐A为选自氟化钠、二氟氢化钠、氟化钾和二氟氢化钾中的至少一种，(2)所述碱金属盐B为选自20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钠盐和20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钾盐中的至少一种，(3)所述碱金属盐C为选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种，(4)所述碱金属盐A的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为10质量％以上且99质量％以下；所述碱金属盐B的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为0质量％以上且85质量％以下；所述碱金属盐C的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为0质量％以上且60质量％以下；所述碱金属盐B为碱金属盐A和碱金属盐C所包括的碱金属盐之外的碱金属盐，并且，所述碱金属盐B与所述碱金属盐C的含量总和在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为1质量％以上，所述含有碱金属盐的成型体在通过向含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液中添加碱金属盐而生成碱金属氟硅酸盐的沉淀物、再通过从所述酸性水溶液分离所述沉淀物而对所述酸性水溶液进行再生处理的方法中，作为所述碱金属盐使用。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.01 JP 2016-074506;2016.09.08 JP 2016-175971.一种含有碱金属盐的成型体，其特征在于：含有碱金属盐A、以及碱金属盐B和碱金属盐C中的至少一种，(1)所述碱金属盐A为选自氟化钠、二氟氢化钠、氟化钾和二氟氢化钾中的至少一种，(2)所述碱金属盐B为选自20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钠盐和20℃水中的溶解度在10g/100ml以上的钾盐中的至少一种，(3)所述碱金属盐C为选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种，(4)所述碱金属盐A的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为10质量％以上且99质量％以下；所述碱金属盐B的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为0质量％以上且85质量％以下；所述碱金属盐C的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为0质量％以上且60质量％以下；所述碱金属盐B为碱金属盐A和碱金属盐C所包括的碱金属盐之外的碱金属盐，并且，所述碱金属盐B与所述碱金属盐C的含量总和在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为1质量％以上，所述含有碱金属盐的成型体在通过向含有氢氟酸和氟硅酸的酸性水溶液中添加碱金属盐而生成碱金属氟硅酸盐的沉淀物、再通过从所述酸性水溶液分离所述沉淀物而对所述酸性水溶液进行再生处理的方法中，作为所述碱金属盐使用。2.如权利要求l所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于：金属盐B选自氯化钠、硫酸钠、硫酸氢钠、硝酸钠、乙酸钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸氢钾、硝酸钾和乙酸钾中的至少一种。3.如权利要求1或2所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于：所述碱金属盐A为选自氟化钠和二氟氢化钠中的至少一种。4.如权利要求1～3中任一项所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于，(1)所述碱金属盐A为选自氟化钠和二氟氢化钠中的至少一种，(2)所述碱金属盐B为选自氯化钠、硫酸钠、硫酸氢钠、硝酸钠和乙酸钠中的至少一种，(3)所述碱金属盐C为选自碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。5.如权利要求1或2所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于：所述碱金属盐A为选自氟化钾和二氟氢化钾中的至少一种。6.如权利要求1、2或5中任一项所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于：(1)所述碱金属盐A为氟化钾和二氟氢化钾中的至少一种；(2)所述碱金属盐B为选自氯化钾、硫酸钾、硫酸氢钾、硝酸钾和乙酸钾中的至少一种；(3)所述碱金属盐C为碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种。7.如权利要求1～6中任一项所述的含有碱金属盐的成型体，其特征在于：所述碱金属盐A的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为25质量％以上且98质量％以下；所述碱金属盐B的含量在所述含有碱金属盐的成型体的固态成分的每100质量％中为0质量％以上且60质量％以下；所述碱金属盐C的含量在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村恒佑，高田慎一，止原正博，
申请(专利权)人：佐佐木化学药品株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP