[发明专利]氟化钙制备方法

说明书

技术领域

本发明与氟化钙制备方法有关，特别是有关于一种利用含有HF酸的废液制备氟化钙的方法。

背景技术

由于氢氟(HF)酸大量使用在半导体、光电面板、太阳能等晶片或基板的清洗制程，以台湾为例，氢氟酸的使用量极高（依产能利用率，至少有近5~10万公吨/年），所排放的废氢氟酸则至少是使用量的倍数，因为清洗过程会使用超纯水再洗净，自然就会排放更多的含HF酸废液。含HF酸废液必须经过回收及处理，否则会对环境造成及大的污染及伤害。

一般处理含HF酸废时，必须耗用大量碱来中和处理，并产生很多微细污泥，处理非常困难且成本高昂。并且，若无法将其中的氟有价物制得工业上可以使用的产品如氟化钙(CaF₂，俗称萤石)，只能将其当作污泥处理，实在非常浪费资源且不经济。

不同产业及不同制程所形成的废液中通常含有不同浓度的HF酸，浓度可由3wt%至49wt%，而在现有利用含HF酸废液制备CaF₂的方法中，皆未对回收废液的HF酸浓度进行调控且未控制反应温度，而直接在回收废液中加入氢氧化钙(Ca(OH)₂)或氯化钙(CaCl₂)等钙源，使氟离子(F^-)与钙离子(Ca^2＋)产生难溶于水（溶解度积(Ksp)极低）的CaF₂沉淀物，如此造成了CaF₂的生成速率较低、制程时间较长等问题。此外，由于废液中大多另含有如硝酸或/及硫酸等杂质，其将会与钙反应生成硝酸钙或/及硫酸钙并与CaF₂共同沉淀，因此只能制备纯度较低（纯度约仅能达50-60%）的CaF₂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氟化钙制备方法，其制程简单、成本低廉、CaF₂制备速率高，且制备的CaF₂具有极高且稳定的纯度及品质。

为了达成上述目的，本发明的氟化钙制备方法包括以下步骤：提供一含有HF酸的废液；控制该废液中的HF酸含量于一预定浓度范围；添加一Ca源至含该预定浓度范围HF酸的废液中；及控制Ca与HF酸的反应温度于一预定温度范围，以生成CaF₂。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例氟化钙制备方法的流程图；及

图2为本发明一较佳实施例氟化钙制备方法的制程示意图。

其中，附图标记：

12  废液          14  离子浓度监测器

16  反应槽        18  Ca源

20  搅拌器        22  压滤机

具体实施方式

为了更了解本发明的特征，以下列举一较佳实施例并配合图式说明于后，其中：

图1为本发明一较佳实施例氟化钙制备方法的流程图；及

图2为本发明一较佳实施例氟化钙制备方法的制程示意图。

不同产业及不同制程所形成的废液中，通常含有不同浓度的HF酸，浓度可由3wt%至49wt%，且这些废液之中有些可能另含有如硝酸或/及硫酸等杂质，甚至另含有氟硅化物。本发明即在提供一种氟化钙制备方法，其制程简单、成本低廉、CaF₂制备速率高，且制备的CaF₂具有极高且稳定的纯度及品质。

请配合参考图1、2，首先参考步骤S11，提供一含有HF酸的废液12。

参考步骤S12，控制该废液12中的HF酸含量于一预定浓度范围。在本实施例中，是利用离子浓度监测器14监测氟离子浓度，并调整及控制该废液12的HF酸含量使该预定浓度范围介于6-15wt%之间。例如：可将一含有3wt%HF酸的废液与另一含有49wt%HF酸的废液混合并调控其混合溶液的HF酸浓度介于6-15wt%之间，然上述二废液中的HF酸的浓度仅为例示，实际上其可为任意二浓度，或是将含有较高HF酸浓度的废液与水混合。要说明的是，亦可将二个以上含有不同wt%HF酸的废液混合并调整其混合溶液的HF酸浓度介于6-15wt%之间。要说明的是，该预定浓度范围较佳介于8-12wt%之间，更佳介于8-10wt%之间。关于HF酸浓度的调整，可先由外界完成浓度调整后再将该废液12盛于一反应槽16中，或可先将该废液12盛于反应槽16中再进行浓度调整。