本发明专利技术公开了一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法和氟化钠，利用含氟废酸和钠源制备氟化钠，能够降低废酸中氟含量，实现氟资源的回收利用，从而获得高品质氟化钠，其纯度达到99％以上。本发明专利技术的工艺操作简单，成本低，为含氟废酸处理提供可靠性方案，实现了氟资源循环利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废液资源回收，涉及一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法和氟化钠。
技术介绍
1、工业氟污染来源于多个行业和工业过程，主要来源于铝冶炼、矿山开采、化肥生产、冶金工业、半导体制造等。氟气体、含氟化物和含氟固体废物从这些行业的生产和处理过程中释放，在环境中会导致氟污染不断加剧；氟污染会对土壤、水体、人类健康构成威胁，长期接触氟污染会导致骨质疾病等健康问题。因此，有效处理控制含氟污染物在生态中的传播是很有必要的。
2、近年来，芯片产业、半导体产业及光伏产业的蓬勃发展成为了我国氟污染的新来源；这些产业在处理硅片产品的过程中会使用大量的氢氟酸蚀刻，而使用后的混合酸会被集中处理进行排放。在国标gb39731中指出含氟废水排放标准应控制氟含量为1-20mg/l之间，而电子工业废酸含氟量达到上千甚至上万毫克每升。若废水处理不当超出标准排除将严重破坏生态系统，对水生生物产生毒性影响，使水生生态系统中的群类减少并扰乱生物链；同时氟含量过高会引发水质污染，严重威胁到水体供水质量，对人体健康和工业生产产生负面影响。所以，回收氟资源，降低氟浓度，净化工业废酸是环境科学中必不可少的一环。
3、为回收含氟废酸中的氟资源，主要采用化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、反渗透法、电渗析法等方法，回收产品主要以氟化钙，氟硅酸盐，氟化镁和氟化钠为主。目前，氟化钠作为一种重要的化工原料，广泛用于化工、冶金、木材防腐剂、农业杀虫剂、酿造业杀菌剂、医药防腐、造纸业等行业；从含氟废酸中提取氟化钠也成为处理含氟废水，回收氟资源的热门工程技术。
4、中国专利cn106830012a公开了一种从含氟废水中生产高品质氟化钠的方法。所使用的含氟废水为钽铌厂中和母液或矿粹残液，其中含有大量fe2+、f-、nh4+、h2so4、si元素和ti元素，其中f-的浓度为10～140g/l；通过混合过量碳酸钠盐与所述含氟废水，在ph＝8～9中使溶液中的氟以氟化钠晶体形式析出，或向含氟溶液通入氨气使溶液生成氟化铵，再加入碳酸钠盐使氟化铵溶液使其析出氟化钠晶体。上述技术虽然可回收生成氟化钠，但处理过程复杂。
5、张美等人(2021)取na2sif6与na2co3摩尔比为1:2.3置于三口烧瓶中，搅拌恒温60℃反应3h，后趁热过滤，取滤液倒入旋转蒸发仪的单口烧瓶中进行蒸发结晶，干燥后即得氟化钠晶体；在实验中，其反应方程式为：na2sif6+2na2co3＝6naf↓
6、+2co2↑+sio2↓，由于有二氧化硅产生，其氟化钠转换率不高，
7、吕智爽等人(2020)使用生产氢氟酸的含氟硅酸41.33％、氢氟酸10.26％和硫酸4.76％的废液10g作为原料，其中f-的含量为4.1g，将过量的氨水溶液滴加至废液中，生产sio2和nh4f，(nh4)2so4溶液，过滤收集滤液，在滤液中加入一定量的氢氧化钠或碳酸钠盐在一定温度下反应一段时间，后置于10℃条件下陈化过夜，过滤，用蒸馏水洗涤3次，获得干燥的氟化钠产品；此方法的反应方程式为：
8、h2sif6+6nh3+2h2o＝nh4f+sio2↓、nh4f+naoh＝naf+nh3↑+h2o；但是该技术过程复杂，步骤较多，在生产过程中产生大量co2和nh3等尾气，造成环境污染。
9、徐建国等人(2011)总结整理了工业中生产氟化钠的主要技术，其中包括(1)熔浸法：通过将萤石、纯碱、石英砂在高温900℃的条件下煅烧生成硅酸钙、氟化钠、二氧化碳，用水浸取，再经蒸发、结晶、干燥后即得成品；(2)氟氢酸中和法：用纯碱或烧碱缓慢加入质量分数为40％的氢氟酸中，直至溶液呈中性为止，再经结晶、离心脱水、烘干，即得产品；(3)氟化铵纯碱法：将纯碱溶液和氟化铵溶液按比例混合，升温至300℃搅拌，生成氟化钠、二氧化碳、氨气，当无氨气产生时即得氟化钠产品；(4)氟硅酸钠纯碱法：此法利用纯碱和氟硅酸钠直接反应制得无色晶体状氟化钠；根据上述方法，其化学反应方程式为：caf2+na2co3+sio2＝naf↓+casio3↓+co2↑、na2co3+2hf＝2naf↓+h2o+co2↑、na2co3+2nh4f＝2naf↓+co2↑
10、+2nh3↑、2na2co3+na2sif6＝6naf↓+2co2↑+sio2↓；但是这些技术的工艺复杂，成本高，产品纯度难以保证，存在二次污染。
11、中国专利公开号cn 113353940 a中，利用含氟硅酸离子、氟离子、硫酸根离子的集成电路行业含氟废液为原料，其中f-的含量为10～180g/l；通过添加质量分数比为20％的naoh进行一次中和，生成氟硅酸钠粗产品和一次处理废液，取一次处理废液再加入naoh进行二次中和，使溶液ph在7～8，后进行固液分离得到氟化钠粗产品和二次处理废液；二次废液经过蒸发浓缩析出后生成氟化钠沉淀物，经过固液分离得到氟化钠粗产品和三次处理废液；三次处理废液经过添加硝酸钙生成氟化钙和硫酸钙沉淀物，通过固液分离取的四次处理废液，四次处理废液经过结晶处理的到硝酸钠晶体，干燥后得到硝酸钠产品；根据上述方法，其化学反应方程式为：h2sif6+2naoh＝na2sif6↓+h2o；但是该技术工艺较为复杂。
12、中国专利公开号cn 108190919 a中提到一种利用钽铌厂矿淬酸性含氟废液，其中包含na、f、fe、si、ti等元素，f-浓度为40～150g/l，从中分离回收氟化钠的方法，其步骤为先将废水在酸性条件下ph<6.8以络氟酸钾沉淀富集，再利用含钾转型剂在碱性ph为8.5-9.5条件下25～100℃反应1～5h，分解络氟酸钾制备氟化钾溶液，最后在将氟化钾溶液汇总加入含钠试剂制备氟化钠。但是该技术工艺较为复杂。
13、中国专利公开号cn 202310283858.2中使用nacl作为钠源添加到含氟废水中，其中氟离子含量为15g/l，搅拌混合至溶液浑浊，将浑浊溶液通过过滤分离，得到固形物滤饼及滤液，滤饼使用纯水洗涤后干燥处理；将纯水洗涤滤饼后得到的液体与前述滤液混合，蒸发浓缩至部分氟化钠析出，经过滤分离得到二次氟化钠产品和剩余滤液；在剩余滤液中加入一定比例的氯化钙溶液，生成氟化钙沉淀，离心分离得到氟化钙产品。但是该技术获得的氟化钠产品纯度难以保证。
14、鉴于上述情况，亟待研究一种环境友好、操作简单、氟回收率高、以含氟废酸为原料生产高质量氟化钠产品的方法，不仅能解决含氟废水的处理问题，而且能实现氟资源的循环利用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法和氟化钠，利用含氟废酸和钠源制备氟化钠，能够降低废酸中氟含量，实现氟资源的回收利用，从而获得高品质氟化钠。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一方面提供了一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法，包括以下步骤：
4、在含氟废酸中恒温加入钠源，在搅拌条件下反应直至溶液ph为4～8时停止搅拌得到浑本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述含氟废酸的酸度为6～13mmol/g，氟离子的浓度为1～200g/L。
4.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述钠源选自Na2CO3、NaOH、NaHCO3、NaCl、NaNO3中一种或两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述恒温的温度为-10～30℃。
6.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述搅拌条件下，搅拌时间为10～60min，搅拌速率为100～200rpm。
7.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述固形物洗涤时所用的洗涤剂选用无水乙醇、丙酮、甲醇中的一种。
8.根据权利要求1所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述煅烧过程中，煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为0.5～4h。
9.根据权利要求2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述烘干处理时，烘干温度为80～110℃，烘干时间为1～5h。
10.一种根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法制备的氟化钠，其特征在于，所述氟化钠的纯度达到99％以上，Si的含量≤0.5％。
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【技术特征摘要】
1.一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述含氟废酸的酸度为6～13mmol/g，氟离子的浓度为1～200g/l。
4.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述钠源选自na2co3、naoh、nahco3、nacl、nano3中一种或两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于，所述恒温的温度为-10～30℃。
6.根据权利要求1或2所述的利用含氟废酸制备氟化钠的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐兵，杨文滨，陆美华，刘强，朱萍，
申请(专利权)人：宝武集团环境资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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