專利名稱：分離方法以及分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分離方法以及分離裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，作為蝕刻液，已知包含氫氟酸 和氟化銨的制品。此外，從這種蝕刻液、以及用于蝕刻后的蝕刻廢液中回收氫氟酸(氟)的技術(shù)也已廣為人知(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I中記載了如下方法，即，通過使碳酸鈣與包含氫氟酸和氟化銨的蝕刻液反應(yīng)，從而以二氧化硅含有率較少的高純度氟化鈣的形式而回收氟，再由回收的氟化鈣再次制造蝕刻液用的氫氟酸。但是，在這種方法中，無法從蝕刻液中直接分離、回收氫氟酸。即，以氟化鈣的形式回收后，需要將該氟化鈣制成氫氟酸的工序，因而無法進行高效的回收。此外，從蝕刻廢液起到制造出新的蝕刻液(氫氟酸)為止的工序較多，在其中途會大量地產(chǎn)生二次廢液。因此，還存在環(huán)境性較差的問題。此外，由于工序較多，因此還存在裝置結(jié)構(gòu)大型化、復(fù)雜化的問題。專利文獻I :日本特開平5-170435號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠從至少含有氫氟酸、氟氫化銨、硅以及水的混酸中簡單地分離出高純度的氫氟酸的分離方法以及分離裝置。本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的發(fā)明，其能夠通過以下的方式或應(yīng)用例來實現(xiàn)。應(yīng)用例I本發(fā)明的分離方法為，從至少含有氫氟酸、氟氫化銨、硅以及水的混酸中分離出所述氫氟酸的方法，其特征在于，包括第一蒸餾工序，通過對所述混酸進行蒸餾，從而回收含有所述氫氟酸以及水的第一液體以作為懼出液，并回收含有所述氟氫化銨以及所述娃的第二液體以作為殘留液；第二蒸餾工序，通過對所述第一液體進行蒸餾，從而從所述第一液體中主要分離出所述水，進而回收與所述第一液體相比所述氫氟酸的濃度較高的第三液體以作為殘留液。由此，能夠從混酸中簡單且以比較高的濃度分離、回收高純度的氫氟酸。應(yīng)用例2在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，所述第二蒸餾工序中的所述第一液體的加熱溫度設(shè)為，低于所述第一蒸餾工序中的所述混酸的加熱溫度的設(shè)定溫度。由此，在從第一液體中去除水分時，能夠減少由于被混入所去除的餾出液中而與水分一同被去除的氫氟酸的量。因此，能夠提高氫氟酸的收率。
應(yīng)用例3在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，從所述第二液體中結(jié)晶含有所述氟氫化銨以及所述硅的固體，并且將從所述第二液體中分離了所述固體而得的第四液體、與所述混酸一起再次通過所述第一工序而進行處理。由此，能夠從混酸中分離、回收 更多的氫氟酸。應(yīng)用例4在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，所述第一蒸餾工序在對所述混酸進行攪拌的同時進行。由此，使蒸餾罐內(nèi)的結(jié)晶得到抑制。應(yīng)用例5在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，包括從所述固體中分離所述氟氫化銨的分離工序。由此，能夠從混酸中進一步分離、回收氟氫化銨。應(yīng)用例6在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，在所述分離工程中，通過結(jié)晶法從所述固體中分離所述氟氫化銨。由此，能夠簡單地進行氟氫化銨的分離。應(yīng)用例7在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，在所述分離工程中，包括第一結(jié)晶工序，第一結(jié)晶工序通過準備使所述固體溶解的溶液，并使所述溶液冷卻至預(yù)定溫度來進行；第二結(jié)晶工序，所述第二結(jié)晶工序在低于所述第一結(jié)晶工序的溫度的溫度下進行。由此，能夠分離、回收更高純度的氟化銨。應(yīng)用例8在本發(fā)明的分離方法中，優(yōu)選為，所述混酸為通過對含有硅的材料進行蝕刻處理而產(chǎn)生的蝕刻廢液。由此，能夠?qū)ξg刻廢液進行再利用，且能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻處理的低成本化。此外，由于能夠減少被廢棄的廢液的量，因此在環(huán)境方面較為優(yōu)異。應(yīng)用例9本發(fā)明的分離裝置的特征在于，應(yīng)用了本發(fā)明的分離方法。由此，能夠提供從混酸中分離、回收高純度的氫氟酸或氟氫化銨的裝置。


圖I為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所涉及的分離裝置的示意圖。圖2為用于對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所涉及的分離方法進行説明的示意圖。圖3為用于對實施例進行說明的表。圖4為用于對實施例進行說明的表。圖5為用于對實施例進行說明的表。
具體實施例方式以下，基于附圖所示的優(yōu)選實施方式，對本發(fā)明的分離方法以及分離裝置進行詳細說明。圖I為本發(fā)明的優(yōu)選 實施方式所涉及的分離裝置的示意圖；圖2為用于對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式所涉及的分離方法進行説明的示意圖；圖3 圖5為用于對實施例進行說明的表。I.分離裝置首先，對分離裝置I的結(jié)構(gòu)進行說明。圖I所示的分離裝置I對蒸餾裝置進行了例示，且以分批式的分離方法作為一個示例而進行以下說明，其中，所述分批式的分離方法為，向回收容器300取出從各個工序的蒸餾裝置得到的餾出液，或者從蒸餾罐取出殘留液，將上述餾出液以及殘留液轉(zhuǎn)移至下一工序的蒸餾裝置的供給部。但是，也可以構(gòu)成為，排列多個上述的蒸餾裝置，并通過輸液管對裝置之間進行連接，從而通過閥門操作而以直通(inline)方式進行分離的分離方法。這種分離裝置I為，用于從含有氫氟酸[HF]、氟氫化銨[(NH4)HF2]、娃[Si]以及水[H2O]的混酸100中，分別以高純度且比較高的濃度而分離、回收氫氟酸和氟氫化銨的裝置(蒸餾裝置)。另外，所述硅在混酸100內(nèi)，以硅化合物、具體而言以氟硅酸銨[(NH4)2SiF6)]的形式存在。混酸100例如為蝕刻廢液。具體而言,例如為,通過包含氫氟酸以及氟氫化銨的蝕刻液而對包含硅的部件進行蝕刻處理之后的廢液。作為包含該硅的部件，可以列舉出例如各種玻璃、水晶等。在這種混酸100中，在蝕刻處理中未反應(yīng)的氫氟酸以及氟氫化銨以各自的成分而大量殘留。因此，可以通過分別將它們單獨回收，從而再次作為蝕刻液的成分來進行使用。如此，通過從蝕刻廢液中分離未反應(yīng)的蝕刻成分，從而能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻廢液的再利用，且能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻處理的低成本化。此外，由于被廢棄處理的蝕刻廢液的量減少，因此能夠發(fā)揮優(yōu)異的環(huán)境性。雖然混酸100中的分離前的氫氟酸的濃度不被特別限定，但是例如約為10 20wt%。此外，雖然混酸100中的分離前的氟氫化銨的濃度不被特別限定，但是例如約為25 35wt%。此外，雖然混酸100中的分離前的硅的濃度不被特別限定，但是例如約為O. I I. Owt % ο在此，混酸100中的氫氟酸、氟氫化銨、硅的濃度能夠以如下方式來求出。硅的濃度測定使用IPC發(fā)射光譜裝置(例如，(株)島灃制作所制，產(chǎn)品名“ICPS-7510”)進行混酸100中所含有的金屬元素的定性以及定量分析。由此，由于混酸100中的金屬原子僅為硅，因此，能夠求出混酸100中的硅的濃度A(mol/l)。氟氫化銨的濃度測定使用紫外-可見分光光度計(例如，(株)島灃制作所制，產(chǎn)品名“IUV-1240”)實施靛酚藍吸收光度法，由此，能夠求出混酸100中的氟氫化銨以及氟硅酸銨所具有的(NH4+)的總計濃度B(mol/l)。如上文所述，由于混酸100中的硅以氟硅酸銨的形式存在，通過從總計濃度B減去氟硅酸銨所具有的(NH4+)濃度2A，從而能夠求出混酸100中的氟氫化銨的濃度 C(mol/l)。即，C = B-2A。氫氟酸的濃度測定使用電位自動滴定裝置(例如，京都電子工業(yè)(株)制，產(chǎn)品名“AT-510”)對混酸100的酸濃度進行測定。具體而言,通過利用O. lmol/dm3氫氧化鈉水溶液進行中和滴定，從而對混酸100的酸濃度進行測定。由此，能夠求出混酸100中的氫氟酸、氟氫化銨以及氟硅酸銨所具有的總計酸濃度D。在上文所述中，由于 已知混酸100中的氟硅酸銨濃度A以及氟氫化銨濃度B，因此通過從總計酸濃度D減去氟硅酸銨所具有的酸濃度4A、氟氫化銨所具有的酸濃度B，從而能夠求出混酸100中的氫氟酸濃度E(mol/l)。S卩，E = D-4A-B。以上，對混酸100中的氫氟酸、氟氫化銨、硅的濃度的測定方法的一個示例進行了說明。如圖I所示，本實施方式的分離裝置I具有蒸餾罐(蒸餾容器)11 ;供給部12，其向蒸餾罐11供給混酸100 ;加熱部13，其對蒸餾罐11進行加熱；攪拌單元14，其對蒸餾罐11內(nèi)的混酸100進行攪拌；冷卻部15，其對由蒸餾罐11生成的蒸氣進行冷卻而得到餾出液200 ;回收部16，其對餾出液200進行回收；廢氣處理單元17。在構(gòu)成分離裝置I的各個部分中，能夠與混酸100接觸的部分均具有耐酸性。在本實施方式中，通過使能夠與混酸100接觸的部位由聚四氟乙烯(PTFE)構(gòu)成，從而賦予了耐酸性。另外，作為賦予耐酸性的方法并不限定于上述方法，例如也可以采用，使能夠與混酸100接觸的部位由氯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂等的耐酸性塑料構(gòu)成的方法、或者在由金屬材料構(gòu)成的主體的表面上涂敷氟類樹脂而構(gòu)成的方法。由于這些金屬與耐酸性樹脂的混合材料的導(dǎo)熱性良好，因此通過來自外部的加熱、冷卻而進行的液溫調(diào)整能夠在短時間內(nèi)進行，因而比較方便。供給部12供給部12中貯留有混酸100。這種供給部12被設(shè)置在蒸餾罐11的上方。在連通供給部12和蒸餾罐11的流道的中途設(shè)置有旋塞181，通過對該旋塞181進行操作，從而能夠向蒸餾罐11供給被貯留在供給部12中的混酸100，或者反之停止該供給。蒸餾罐11蒸餾罐11是用于對混酸100進行蒸餾的槽。在這種蒸餾罐11中，形成有將產(chǎn)生的蒸氣向冷卻部15引導(dǎo)的引導(dǎo)通道111。此外，在蒸餾罐11內(nèi)設(shè)置有，對混酸100的溫度進行測量的溫度計191、和對流過引導(dǎo)通道111內(nèi)的蒸氣的溫度進行測量的溫度計192。加熱部13加熱部13具有經(jīng)由蒸餾罐11而對混酸100進行加熱的功能。作為加熱部13，例如可以由如本實施方式這樣以覆蓋蒸餾罐11的下側(cè)部分的方式而設(shè)置的覆套式加熱器構(gòu)成。這種加熱部13能夠根據(jù)溫度計191、192的檢測結(jié)果對其驅(qū)動進行控制，以使混酸100以及蒸氣的溫度達到預(yù)定溫度。另外，作為加熱部13，只要能夠?qū)焖?00進行加熱，則并不限定于上述的結(jié)構(gòu)。攪拌單元14分離裝置I優(yōu)選具有攪拌單元14。攪拌單元14具有對蒸餾罐11內(nèi)的混酸100進行攪拌的功能。通過在利用攪拌單元14對混酸100進行攪拌的同時進行蒸餾，從而在混酸100內(nèi)使物質(zhì)移動得到促進，進而能夠抑制固體(固體成分)的結(jié)晶等。特別是，能夠抑制由于液面或者容器的內(nèi)壁附近的濃度的局部集中而引起的結(jié)晶等。這種攪拌單元14具有，被配 置于蒸餾罐11內(nèi)的攪拌棒(攪拌棒)141、和裝載有蒸餾罐11以及加熱部13的加熱攪拌機(攪拌裝置)142，并且被構(gòu)成為，通過利用加熱攪拌機142使攪拌棒141旋轉(zhuǎn)，從而對混酸100進行攪拌。另外，也可以使用不具有加熱單元的攪拌器來代替具備加熱單元的加熱攪拌機142。此外，即使不具備攪拌器，也可以通過對容器的壁面施加振動等的物理方法使蒸餾罐11內(nèi)的液體流動，從而進行攪拌。冷卻部15冷卻部15具有，對通過加熱混酸100而生成的蒸氣進行冷卻，從而得到餾出液200的功能。作為這種冷卻部15，通常可以使用眾所周知的冷卻管。即，冷卻部15被構(gòu)成為，具有內(nèi)管151和外管152，且蒸氣流過內(nèi)管151內(nèi)，而冷卻水在內(nèi)管151和外管152之間流過。由此，流過內(nèi)管151內(nèi)的蒸氣被冷卻水冷卻而進行液化，從而能夠得到餾出液200。另外，只要能夠得到餾出液200，則內(nèi)管151的長度或冷卻水的溫度等不被特別限定?；厥詹?6回收部16與冷卻部15連接，且具有對餾出液200進行回收的功能。在這種回收部16的底部設(shè)置有旋塞182，通過對該旋塞182進行操作，從而能夠?qū)⒎e存于回收部16中的餾出液200排出至分離裝置I的外部(例如，圖I所示的這種回收容器300)。廢氣處理單元17廢氣處理單元(氣體清洗部)17具有，對沒有被冷卻部15液化的廢氣進行中和處理的功能。這種廢氣處理單元17具有收納有水或堿性清洗液400的容器，通過將廢氣引導(dǎo)至清洗液400內(nèi)，從而進行廢氣的中和處理。以上，對分離裝置I的結(jié)構(gòu)進行了說明。2.氫氟酸的分離方法接下來，對從混酸100中分離、回收氫氟酸的方法(本發(fā)明的分離方法)進行說明。在圖2中示出了示意圖的本發(fā)明的分離方法，具有第一蒸餾工序和第二蒸餾工序。以下所說明的分離方法為，在第一蒸餾工序中從混酸100中取出餾出液200后，在第二蒸餾工序中從該餾出液200中取出殘留液600的分離方法?？梢圆捎萌缦路绞街械娜我环N方式，即，在第一蒸餾工序結(jié)束后，通過實施第二蒸餾工序的分批方式來進行處理的方法；將第一蒸餾工序和第二蒸餾工序中各自所使用的蒸餾裝置并排設(shè)置，并通過輸液管而對它們之間進行連接，從而通過閥門操作以及泵操作等進行處理的直通方式。第一蒸餾工序例如，從供給部12向蒸餾罐11供給混酸100，并通過利用加熱部13將混酸100加熱至預(yù)定溫度，從而在大氣壓下對混酸100進行蒸餾。此時，也可以通過攪拌單元14對蒸餾罐11內(nèi)的混酸100進行攪拌。作為混酸100的加熱溫度(所述預(yù)定溫度)，雖然其不被特別限定，但例如為約120 140°C。
由此，從混酸100中主要蒸發(fā)水和氫氟酸，且這些蒸氣分別經(jīng)由引導(dǎo)通道111而到達冷卻部15。到達冷卻部15的蒸氣被冷 卻部15冷卻而成為餾出液(第一液體)200，進而被回收至回收部16。被回收至回收部16的餾出液200為，以水和氫氟酸為主要成分的濃度比較低的氫氟酸(氫氟酸水溶液)。在此，作為餾出液200的氫氟酸濃度，雖然其不被特別限定，但優(yōu)選為，在將混酸100的氫氟酸濃度設(shè)為A(wt% )時，為約0.75A I. lA(wt% )0此外，作為餾出液200回收的氫氟酸的收率(％ )、即K餾出液200中所含有的氫氟酸的量/混酸100中所含有的氫氟酸的量)X 100}優(yōu)選為，約大于等于55 %。由此，能夠使作為懼出液200回收的氫氟酸的量充足。此外，餾出液200的蒸餾量(％)，即(餾出液200的重量/混酸100的重量)X 100}雖然不被特別限定，但優(yōu)選為約55 70%。由此，能夠在確保裝置的安全性的同時，得到充足的量的餾出液200。通過充分地進行這種第一蒸餾工序，能夠從混酸100中分離水和氫氟酸。第二蒸餾工序在上文所述的第一蒸餾工序完成之后，從蒸餾罐11中排出存在于蒸餾罐11中的殘留液(第二液體)500，并轉(zhuǎn)移至未圖示的回收容器中。另外，該殘留液500如后文所述供其他的處理使用。接下來，在空的蒸餾裝置I中，從供給部12向蒸餾罐11供給上述的餾出液200，通過利用加熱部13而將餾出液200加熱至預(yù)定溫度，從而在大氣壓下對餾出液200進行蒸餾。此時，也可以通過攪拌單元14對蒸餾罐11內(nèi)的餾出液200進行攪拌。作為餾出液200的加熱溫度(所述預(yù)定溫度)，雖然其不被特別限定，但例如為約100 120°C。由此，水和少量的氫氟酸從餾出液200中蒸發(fā)，且其蒸氣經(jīng)由引導(dǎo)通道111而到達冷卻部15。到達冷卻部15的蒸氣被冷卻部15冷卻，從而濃度比較低的氫氟酸被回收至回收部16。通過充分地進行這種第二蒸餾工序，從而能夠從餾出液200中分離出與氫氟酸相比較多的水。即，能夠?qū)s出液200濃縮，從而第二蒸餾工序結(jié)束而殘存于蒸餾罐11內(nèi)的殘留液(第三液體)600，將成為氫氟酸濃度高于餾出液200的氫氟酸(氫氟酸水溶液)。特別是，通過與第一蒸餾工序中的混酸100的加熱溫度相比，第二蒸餾工序中的餾出液200的加熱溫度設(shè)定得較低，從而當(dāng)從餾出液200中去除水分時，能夠減少由于被混入所去除的餾出液中而與水分一同被去除的氫氟酸的量。因此，能夠提高氫氟酸的收率。在此，作為殘留液600的氫氟酸濃度，雖然其不被特別限定，但優(yōu)選為，在將混酸100的氫氟酸濃度設(shè)為A (wt% )時，為約2. OA 3. 0A(wt% )。此外，作為殘留液600來回收的氫氟酸的收率(％)、即K殘留液600中所含有的氫氟酸的量/混酸100中所含有的氫氟酸的量)X 100}優(yōu)選為，約30%以上。由此，能夠使作為殘留液600來回收的氫氟酸的量充足。通過如上操作而得到的殘留液600 (氫氟酸)能夠再次作為蝕刻液來使用。當(dāng)作為蝕刻液來進行利用時，例如可以與新的蝕刻液混合而使用。此外，還可以將殘留液600用于，對新的蝕刻液的氫氟酸濃度進行調(diào)節(jié)的用途。以上，對從混酸100中分離出氫氟酸的方法進行了說明。
根據(jù)這種方法，能夠簡單且有高效地從混酸中分離、回收濃度比較高的高純度的氫氟酸。此外，由于通過將從蝕刻廢液中分離、回收的藥品進行混合，從而能夠生成新的蝕刻液，因此能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻廢液的 再利用，進而能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻處理的低成本化。此外，由于沒有進行再利用而被廢氣處理的蝕刻廢液的量減少，因此還能夠發(fā)揮優(yōu)異的環(huán)境性。3.氟氫化銨的分離方法從上文所述的氫氟酸的分離方法的中途得到的殘留液500中，能夠分離、回收氟氫化銨。以下，基于圖2對該分離方法進行說明。通過冷卻等，而對在上文所述的第一蒸餾工序中得到的殘留液500進行結(jié)晶，從而析出包含氟氫化銨以及氟硅酸銨的固體。另外，根據(jù)來自混酸100的水的蒸發(fā)量，有時也會出現(xiàn)即使不進行所述冷卻，也析出包含氟氫化銨以及氟硅酸銨的固體900的情況。因此，首先，從殘留液500中分離固體900。作為分離方法，雖然其不被特別限定，但例如可以使用一般的沉淀法。即，通過使固體900在殘留液500中沉淀，從而能夠從殘留液500中分尚出固體900。在此，從殘留液500中分離了固體900而得的液體(第四液體)700中，殘留有在第一蒸餾工序中未完全分離的氫氟酸。因此，可以使這種液體700返回供給部12，并與混酸100 一起再次通過第一蒸餾工序而進行處理。由此，能夠從混酸100中進一步分離、回收更多的氫氟酸。另外，此處理為優(yōu)選的處理，而并非必須，因此圖2中的箭頭以單點劃線表示。接下來，在使固體900干燥之后，使該固體900完全溶解在例如水等的溶劑(約50 70°C)中，而得到溶液(第五液體)801。以下，分兩階段對該溶液801進行冷卻，并利用溶解度的不同，從而在各個階段析出氟氫化銨以及氟硅酸銨的重量比不同的固體。首先，將溶液801冷卻至約35 60°C (第一結(jié)晶工序)。由此，在溶液801內(nèi)析出固體810。接下來，在從溶液801中去除固體810之后(將從溶液801中去除了固體810而得的溶液稱為“溶液802”)，將溶液802冷卻至約5 20°C (第二結(jié)晶工序)。由此，在溶液802內(nèi)析出固體820。在干燥了的固體810中，例如，含有約70 80wt%的氟氫化銨，且含有約20 30wt%的氟硅酸銨。此外，在干燥了的固體820中，含有約95 99wt%的氟氫化銨，且含有約I 5wt%的氟娃酸銨。以此方式，通過析出固體820，從而能夠從混酸100中以高濃度(高純度)分離、回
收氟氫化銨。另外，根據(jù)求出的氟氫化銨的濃度，在第一結(jié)晶工序中就足夠的情況下，也可以不進行第二結(jié)晶工序，而將所得的固體810作為新的蝕刻液的原料。在此，在從溶液802中去除了固體820而得的溶液803中，殘留有在本工序中沒有完全分離的氟氫化銨。因此，可以使這種溶液803返回供給部12，并與混酸100 —起再次通過第一蒸餾工序而進行處理。由此，能夠進一步分離、回收更多的氟氫化銨。以上，雖然基于圖示的實施方式對本發(fā)明的分離方法以及分離裝置進行了說明，但本發(fā)明的分離方法以及分離裝置并不限定于此，而可以附加其他的任意的結(jié)構(gòu)物或工序。此外，雖然對多個蒸餾工程和結(jié)晶工程的組合進行了說明，但即使僅實施使用多個蒸餾工程而將氫氟酸分離的分離方法，也能夠提供環(huán)境性良好的再生技術(shù)。實施例
以下，對本發(fā)明的具體的實施例進行說明。實施例I準備了作為蝕刻廢液的混酸。另 外，該混酸的分離前的氫氟酸濃度為12. 6wt%，氟氫化銨的分離前的濃度為27. 6wt%，硅的分離前的濃度為O. 4wt%，剩余幾乎都為水。這些濃度的測定是使用上述的裝置以及方法來進行的(關(guān)于以下所述的濃度也相同)。第一蒸餾工序?qū)⒒焖?00g投入蒸餾罐內(nèi)，在大氣壓下，通過將混酸加熱至120°C從而進行了蒸餾。由此，得到了氫氟酸(氫氟酸水溶液)以作為餾出液A。進行該工序直到蒸餾量達到60%，從而得到了 297g的餾出液A。對餾出液A中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為10. 5wt%,氟氫化銨的濃度為O. Olwt %，硅的濃度為O. 02wt%。相對于混酸的氫氟酸的收率為49. 6%。第二蒸餾工序接下來，將通過第一蒸餾工序而得到的餾出液A投入蒸餾罐內(nèi)，在大氣壓下，通過將餾出液A加熱至120°C從而進行了蒸餾。由此，得到了濃度比較低的氫氟酸以作為餾出液B。進行該工序直到蒸餾量達到80%，從而得到了 223g的餾出液B。另外，對餾出液B中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為4. 8wt %，氟氫化銨的濃度為Owt %，硅的濃度為O. 008wt%。另一方面，從蒸餾罐中得到了 53g的殘留液C。對殘留液C中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為32. lwt%，氟氫化銨的濃度為O. 08wt%，硅的濃度為O. 08wt%。此外，相對于混酸的氫氟酸的收率為27. 0%。以此方式，作為殘留液C，實現(xiàn)了回收高濃度且高純度的氫氟酸。分離工程在第一蒸餾工序中，從蒸餾罐中得到了 193g的殘留液D。在殘留液D中，固體(固體成分)析出，并通過沉淀法從殘留液D中分離該固體，且進行了干燥。由此，得到了 97g的固體E。對固體E的成分進行了測定的結(jié)果，在固體E中含有85. lwt%的氟氫化銨、11. Owt %的氟硅酸銨。接下來，將在殘留液中析出的80g的固體(干燥前固體E)與50g的蒸餾水混合，并在50°C下使其完全溶解而得到了 130g的溶液F。然后，將該溶液F冷卻至35°C，從而使固體G在溶液F中析出。然后，通過沉淀法，從溶液F中分離出了固體G，并對固體G進行了干燥。由此，得到了 13g的固體G。對固體G的成分進行了測定的結(jié)果，固體G中含有77. 7wt%的氟氫化銨、21. 3wt%的氟硅酸銨。接下來，將108g的分離了固體G后的溶液F冷卻至20°C，使固體H在溶液F中析出。然后，通過沉淀法，從溶液F中分離出了固體H，并對固體H進行了干燥。由此，得到了14g的固體H。對固體H的成分進行了測定的結(jié)果，固體H中含有96. 6wt%的氟氫化銨、3. 4wt%的氟硅酸銨。相對于混酸的氟氫化銨的收率為29. I %。如上所述，作為固體H，實現(xiàn)了回收高純度的氟氫化銨。另外，將以上的結(jié)果示于圖3以及圖4。實施例2
準備了作為蝕刻廢液的混酸。另外，該混酸的氫氟酸濃度為16. 8wt%,氟氫化銨的濃度為31. 2wt%，硅的濃度為O. llwt%，剩余幾乎都為水。第一蒸餾工序接下來，將混酸500g投入 蒸餾罐內(nèi)，在大氣壓下，通過將混酸加熱至120°C從而進行蒸餾。由此，得到了氫氟酸(氫氟酸水溶液)以作為餾出液A’。進行該工序直到蒸餾量達到65%，從而得到了 322g的餾出液A’。對餾出液A’中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為18. 2wt%,氟氫化銨的濃度為O. Olwt %，硅的濃度為O. Olwt %。相對于混酸的氫氟酸的收率為69. 8%。第二蒸餾工序接下來，將通過第一蒸餾工序得到的餾出液A’投入蒸餾罐內(nèi)，在大氣壓下，通過將餾出液A’加熱至120°C從而進行了蒸餾。由此，得到了濃度比較低的氫氟酸而作為餾出液B’。進行該工序直到蒸餾量達到69%，從而得到了 222g的餾出液B’。另外，對餾出液B’中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為12. 4wt%，氟氫化銨的濃度為Owt 娃的濃度為O. OCMwt1^。另一方面，從蒸餾罐中得到了 80g的殘留液C’。對殘留液C’中的各個成分的濃度進行了測定的結(jié)果，氫氟酸的濃度為34. 5wt%，氟氫化銨的濃度為O. 23wt%，硅的濃度為
O.01wt%。此外，相對于混酸的氫氟酸的收率為32. 8%。如上所述，作為殘留液C’，實現(xiàn)了回收高濃度且高純度的氫氟酸。分離工程在第一蒸餾工序中，從蒸餾罐中得到了 171g的殘留液D’。在殘留液D’中，固體(固體成分)析出，從殘留液D’中分離出該固體，并進行了干燥。由此，得到了 76g的固體E’。對固體E’的成分進行了測定的結(jié)果，在固體E’中含有96. 6wt%的氟氫化銨、3.0wt%的氟硅酸銨。進行與實施例I相同的操作，從而回收了高純度的氟氫化銨。另外，將以上的結(jié)果示于圖5。符號說明I · · · ·分離裝置11 · · · ·蒸懼罐111 · · · ·引導(dǎo)通道12 · · · ·供給
部13 · · · ·加熱部14 · · · ·攪拌單元141 · · · ·攪拌棒142 · · · ·加熱攪拌機15 · · · ·冷去P部 151 · · · ·內(nèi)管 152 · · · ·外管 16 · · · ·回收部 17 · · · ·廢氣處理單元 181 · · · ·旋塞 182 · · · ·旋塞 191…·溫度計 192 · · 溫度計100 · · · ·混酸 200 · · · ·餾出液 300 · · · ·回收容器 400 · · · ·清洗液500 · · · 殘留液 600 · · · 殘留液 700 · · · ·液體 801 · · · ·溶液802 · · · ·溶液 803 · · · ·溶液 810 · · · 固體 820 · · · 固體 900 · · 固體
權(quán)利要求
1.一種分離方法，其特征在干，從至少含有氫氟酸、氟氫化銨、硅以及水的混酸中分離出所述氫氟酸，其包括 第一蒸餾エ序，通過對所述混酸進行蒸餾，從而回收含有所述氫氟酸以及水的第一液體以作為懼出液，并回收含有所述氟氫化銨以及所述娃的第二液體以作為殘留液； 第二蒸餾エ序，通過對所述第一液體進行蒸餾，從而從所述第一液體中主要分離出所述水，進而回收與所述第一液體相比所述氫氟酸的濃度較高的第三液體以作為殘留液。
2.如權(quán)利要求I所述的分離方法，其中， 將所述第二蒸餾エ序中的所述第一液體的加熱溫度設(shè)為，低于所述第一蒸餾エ序中的所述混酸的加熱溫度的設(shè)定溫度。
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的分離方法，其中， 從所述第二液體中結(jié)晶含有所述氟氫化銨以及所述硅的固體， 并且將從所述第二液體中分離了所述固體而得的第四液體、與所述混酸一起再次通過所述第一エ序而進行處理。
4.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的分離方法，其中， 所述第一蒸餾エ序在對所述混酸進行攪拌的同時進行。
5.如權(quán)利要求I所述的分離方法，其中， 包括分離エ序，從含有所述氟氫化銨以及所述硅、且從所述第二液體中結(jié)晶出的固體中，分離所述氟氫化銨。
6.如權(quán)利要求5所述的分離方法，其中， 在所述分離工程中，通過結(jié)晶法而從所述固體中分離所述氟氫化銨。
7.如權(quán)利要求5所述的分離方法，其中， 在所述分離エ序中，包括第一結(jié)晶エ序，所述第一結(jié)晶エ序通過準備使所述固體溶解的溶液，并使所述溶液冷卻至預(yù)定溫度來進行；第二結(jié)晶エ序，所述第二結(jié)晶エ序在低于所述第一結(jié)晶エ序的溫度的溫度下進行。
8.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的分離方法，其中， 所述混酸為，通過對含有硅的材料進行蝕刻處理而產(chǎn)生的蝕刻廢液。
9.一種分離裝置，其特征在干， 應(yīng)用了權(quán)利要求1、2、5中任意一項所述的分離方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分離方法以及分離裝置，其能夠從至少含有氫氟酸、氟氫化銨、硅以及水的混酸中，簡單地分離出高純度的氫氟酸。所述分離方法從至少含有氫氟酸、氟氫化銨、硅以及水的混酸(100)中分離出氫氟酸，其包括第一蒸餾工序，通過對混酸(100)進行蒸餾，從而對含有氫氟酸以及水的餾出液(200)進行回收，并回收包含氟氫化銨以及硅的殘留液(500)；第二蒸餾工序，通過對餾出液(200)進行蒸餾，從而從餾出液(200)中主要分離出水，進而回收與餾出液(200)相比氫氟酸的濃度較高的殘留液(600)。
文檔編號C01B7/19GK102674254SQ201210054230
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者山本秀樹 申請人:精工愛普生株式會社