一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，包括下列步骤：(1)转化，往光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，抽滤分离，得到滤渣与滤液A，滤渣回收再利用；(2)氟硅酸制备，将滤液A中添加反应剂进行搅拌反应，反应结束后进行抽滤分离固液，得到固体物与滤液B，固体物洗涤、干燥后得到氟硅酸钾；所述反应剂为钾盐与氢氧化钾其中的一种；(3)回收利用。本发明专利技术能够高效回收光伏含氟资源，得到附加值较高的氟硅酸钾，本不仅能够促进光伏产业的绿色生产，助力实现清洁能源全产业链绿色经济发展，也将为推进我国光伏行业含氟废酸中氟资源的综合利用提供必要的条件和依据，也为化学工业提供大量重要的可用氟资源。源。源。

【技术实现步骤摘要】
一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法


[0001]本专利技术涉及废液中资源回收
，尤其涉及一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法。

技术介绍

[0002]随着人类文明的不断进步，科技的不断发展，各种能源也随之在不断的耗尽。近年来，科研人员在能源领域进行了大量的探索，太阳能因安全环保且取之不尽、用之不竭而受到人们的青睐，太阳能发电包括光伏发电、光化学发电、光感应发电，其中光伏发电是当今太阳能发电的主流。
[0003]光伏生产中含氟废酸是光伏行业产生的主要废液，这些含氟废酸主要产生于多晶硅太阳能电池片的制绒、蚀刻及单晶硅太阳能电池的酸洗、蚀刻等工序。光伏含氟废酸成分含量因光伏电池片类型和工艺可能会有所差异，但产生的废酸成分基本相同，一般含有大量的氟硅酸、氢氟酸、硝酸、硫酸、盐酸和极少量的金属盐。不同于冶炼、氟化工、钢铁酸洗、磷肥等行业产生的含氟废水，光伏含氟废酸具有水量大、氟浓度极高、污染组分复杂、处理难度大、金属杂质含量低等突出缺点。高浓度含氟废酸回收利用的研究将缓解光伏制造业所产生废酸对环境的污染，同时有效再生大量重要的氟资源，不仅促进光伏产业的绿色生产，助力实现清洁能源全产业链绿色经济发展，也将为我国的化学工业提供大量重要的可用氟资源。
[0004]我国对于含氟废液的处置办法有着明确的要求，中华人民共和国国家标准GB/T 34697
‑
2017中提及到光伏行业蚀刻废酸的回收处理办法。包括以下内容：(1)对于该类废液进行回收再利用：利用除杂剂对含氟蚀刻液进行处理，过滤除去其中的主要杂质氟硅酸，滤液在经过一级二级膜处理提浓，处理后导入到混配反应釜中，加入一定含量氢氟酸的复配酸，得到符合适用条件的蚀刻液，重新返回蚀刻槽中使用，其中过滤和一级膜处理产生的滤渣和废渣可用来生产氟硅酸盐；(2)对于氢氟酸和氟硅酸含量较低的蚀刻废液：在使用相应除杂剂除去硫酸根、氯离子等，可加入液氨生成氟化铵及氟化氢铵产品；或加入氢氧化钙或氢氧化镁，得到氟化钙或氟化镁产品；(3)对于氢氟酸含量较低，氟硅酸含量高于5％的蚀刻废液，在加入除杂剂除去硫酸根、氯离子、氟离子等，得到纯净的氟硅酸溶液后，可加入氯化钾或者硫酸钾、氯化钠或氨水，生成氟硅酸钾，氟硅酸钠，氟硅酸按。
[0005]目前，国内相关企业对光伏行业含氟废酸的处理研究越来越重视，中国专利CN 113816405A公开了一种光伏行业含氟废酸回收利用的方法，该专利将含氟废酸中的氟提取为氟硅酸，进而与硝酸镁溶液混合，经提馏、精馏漂白、冷凝等工序后获得副产硝酸，釜底混盐经高温热解获得氟化镁粗产品，硝酸镁溶液回用。
[0006]中国专利CN 111592144A公开了一种光伏行业废酸的处理方法，先是从废酸中加入钠盐进行反应得到氟硅酸钠沉淀与滤液，然后在滤液中加入钙盐得到氟化钙沉淀与混合酸液，分离所得混合酸液，得到硝酸溶液与硫酸溶液，混合所得氟化钙沉淀与所得硫酸溶液或硝酸溶液，反应后得到氢氟酸与钙盐。
[0007]中国专利CN 113461017A公开了一种应用于光伏行业含氟废酸的资源化利用方法，该专利先利用二氧化硅将光伏行业含氟废酸中的氢氟酸转化为氟硅酸，经过滤分离后，向滤液中加入硫酸钠或者硝酸钠经反应后分离、洗涤、干燥得到氟硅酸钠和滤液2，再将滤液2加入到硫酸亚铁溶液中，通入氧气催化氧化得到聚合硫酸铁。
[0008]以上都讲述了光伏行业含氟废酸的利用方法，其中氟硅酸和氢氟酸组分浓度较低，硫酸及硝酸浓度均较高，且均不含盐酸，得到的产品纯度均有限。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法。
[0010]本专利技术的方案是：
[0011]一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，包括下列步骤：
[0012](1)转化，往光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，抽滤分离，得到滤渣与滤液A，滤渣回收再利用；
[0013](2)氟硅酸制备，将滤液A中添加反应剂进行搅拌反应，反应结束后进行抽滤分离固液，得到固体物与滤液B，固体物洗涤、干燥后得到氟硅酸钾；所述反应剂为钾盐与氢氧化钾其中的一种；
[0014](3)回收利用，滤液B与固体物用水洗涤后的洗液回收利用。
[0015]作为优选的技术手段，所述(1)中光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，反应温度为0
‑
100℃，反应时间为10
‑
240min，所述氟废酸与转化剂的摩尔比为6.0:1.0
‑
2.0；所述转化剂为二氧化硅、硅酸与硅酸钾其中一种。所述二氧化硅为二氧化硅粉末或二氧化硅乳液；所述硅酸为硅酸粉末或硅酸乳液。
[0016]作为优选的技术手段，所述光伏含氟废酸包括氟硅酸、氢氟酸、硫酸、盐酸与硝酸；其中氟硅酸含量为2
‑
30wt％，氢氟酸含量为2
‑
30wt％，硫酸含量为0
‑
8wt％，盐酸含量为0
‑
15wt％，硝酸含量为0
‑
15wt％。
[0017]作为优选的技术手段，所述(2)中，反应温度为10
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80℃，反应时间为30
‑
300min。
[0018]作为优选的技术手段，所述反应剂为钾盐，氟硅酸与钾盐的摩尔比为1.0:1.0
‑
3.6；所述钾盐为钾盐粉末或钾盐溶液；钾盐包括硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]作为优选的技术手段，所述反应剂为氢氧化钾，氟硅酸与氢氧化钾的摩尔比1.0:2.0
‑
3.0。所述氢氧化钾为氢氧化钾固体或氢氧化钾粉末。
[0020]作为优选的技术手段，所述(1)与(2)中分别采用循环水抽滤机进行固液分离。
[0021]作为优选的技术手段，洗涤使用洗涤液进行洗涤，所述洗涤液质量为固体物质量的2
‑
8倍，所述洗涤液为去离子水。
[0022]作为优选的技术手段，干燥的方式为在80
‑
180℃下干燥5
‑
24h。
[0023]由于采用了上述技术方案一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，包括下列步骤：(1)转化，往光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，抽滤分离，得到滤渣与滤液A，滤渣回收再利用；(2)氟硅酸制备，将滤液A中添加反应剂进行搅拌反应，反应结束后进行抽滤分离固液，得到固体物与滤液B，固体物洗涤、干燥后得到氟硅酸钾；所述反应剂为钾盐与氢氧化钾其中的一种；(3)回收利用，滤液B与固体物用水洗涤后的洗液回收利用。
[0024]本专利技术的优点：
[0025]本专利技术中含氟废酸组分更为复杂，主组分浓度范围更大，本专利技术通过改进反应条件、洗涤处理方法可以克服上述缺点，得到浓度较高的产品。本专利技术中光伏行业含氟废酸包含有氟硅酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、盐酸及微量金属离子杂质，本专利技术通过处理变废为宝、化害为利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)转化，往光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，抽滤分离，得到滤渣与滤液A，滤渣回收再利用；(2)氟硅酸制备，将滤液A中添加反应剂进行搅拌反应，反应结束后进行抽滤分离固液，得到固体物与滤液B，固体物洗涤、干燥后得到氟硅酸钾；所述反应剂为钾盐与氢氧化钾其中的一种；(3)回收利用，滤液B与固体物用水洗涤后的洗液回收利用。2.如权利要求1所述的一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，其特征在于：所述(1)中光伏含氟废酸中缓慢添加转化剂进行搅拌反应，反应温度为0
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100℃，反应时间为10
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240min，所述氟废酸与转化剂的摩尔比为6.0:1.0
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2.0；所述转化剂为二氧化硅、硅酸与硅酸钾其中一种。3.如权利要求1所述的一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，其特征在于：所述光伏含氟废酸包括氟硅酸、氢氟酸、硫酸、盐酸与硝酸。4.如权利要求1所述的一种利用光伏行业含氟废酸制备氟硅酸钾的方法，其特征在于：所述(2)中，反应温度为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：马航，蒋兴志，田强，万邦隆，刘敬卫，雷旭松，
申请(专利权)人：云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：