專利名稱：一種無水氟化氫氣體中粉塵顆粒的脫除方法
技術領域：
本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種無水氟化氫氣體中亞微米或納米級以下
的粉塵顆粒的脫除方法。
背景技術：
眾所周知，無水氟化氫氣體是氟化工最重要的原料之一，其廣泛應用于制冷、航空 航天、汽車、紡織、化工、醫藥、農藥及冶金等領域，目前，世界上的無水氟化氫氣體生產工藝 主要以螢石(CaF2)為原料，通過與發煙硫酸(或硫酸)反應得到，其化學反應簡單，反應轉 化率在200°C -400°C條件下幾乎達100 % 。顯然，螢石礦中各種雜質不可避免的進入無水氟 化氫氣體中，導致在AHF氣體中夾帶大量粉塵，特別是含有少量亞微米及納米顆粒，將直接 影響通過無水氟化氫氣體生產的后續產品性能。因此，如何高效去除這些亞微米或納米顆 粒是無水氟化氫氣體生產工藝流程中的難點之一。 近年來，無水氟化氫氣體的凈化方法主要包括改進生產工藝和不斷更新設備以及 提高礦石質量等途徑，研究結果表明上述這些方法或工藝主要對大顆粒(微米級以上)的 去除效果較好，但很難去除亞微米和納米級以下的小顆粒。 采用粗洗塔和吸收塔(或精餾塔)相結合的生產工藝可以有效凈化無水氟化氫氣 體。國內劉根憲(無水氟化氫生產新工藝，有機氟工業，1990，3 :40-43)通過對粗餾塔進行 改進，比較有效地除去了氣體中的粉塵和結晶硫；丁喻等人(工業無水氟化氫生產過程的 改進，輕金屬，1989， 5 :22-24)把粗餾塔頂端溫度提高5-l(TC或適當增加填料高度也可以 提高除雜效果。同時楊梅金(螢石礦降硅浮選工藝研究，金屬礦山，2002，1 :38-42)，周祥 良(濃硫酸在螢石浮選精選中的應用，非金屬礦，2002， 25 (2) :37-38)，張傳敏(生產高質量 超細螢石粉工藝參數的研究，鈾礦冶，1998，17(4) :272-278)等人采用多次浮選工藝或添 加濃硫酸，獲得低硅螢石精礦；林海(C28作捕收劑浮選分離螢石和磷灰石的研究，建材地 質，1993，1 :43-46)，Zhang(Beneficiationof fluorite by flotation in a new chemical scheme. Minerals Engineering,2003，16(7) :597-600)， Song， (Improving fluorite flotation from ores by dispersio叩rocessing. Minerals Engineering, 2006， 19 (9)， 912-917)等人采用各種改性劑，可以獲得低磷螢石精礦。 專利CN1696050A公開了一種制備高純度無水氟化氫的技術，但前提條件是必須 以工業副產氟硅酸為原料，進而用與其沉淀的金屬陽離子反應，先制備出純度較高的氟硅 酸鹽，然后再與硫酸反應才能得到高純度的無水氟化氫。 專利CN201180092Y涉及氟化氫氣體的凈化工藝，其特點是在生產氟化氫氣體的 反應設備中，在輸送硫酸管中的進氣管末端，通過安裝噴頭，達到除雜效果，其缺點是容易 造成進氣管頻繁堵塞，生產工藝難以控制。 專利CN101139106A利用氟化氫氣體與SiF4氣體冷凝點的不同，通過控制冷凝溫 度，達到脫硅效果。但是，該方法工藝復雜，能耗高，且只能除脫一種含硅的粉塵顆粒。
發明內容
為克服現有技術不足，本發明的目的主要是針對無水氟化氫氣體中夾帶亞微米或 納米級粉塵顆粒，提供了一種無水氟化氫氣體中粉塵顆粒的脫除方法。 —種無水氟化氫氣體中粉塵顆粒的脫除方法，其特征在于首先無機氟化物與酸 反應得到無水氟化氫氣體，隨即通過有機_無機雜化膜；該有機_無機雜化膜，孔徑小于 1 y m和耐溫性在20°C _120°C，同時具有耐氫氟酸腐蝕，負壓1000-3000Pa條件，比表面積 大于180m2/g ;脫除無水氟化氫氣體中亞微米或納米級以下的粉塵顆粒，使得無水氟化氫氣 體中在常溫常壓下粉塵顆粒含量小于5g/m3。 有機-無機雜化膜選自聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚砜，聚碳酸酯，聚醚砜或塑燒 板。 本發明其特點是首先無機氟化物與酸反應得到無水氟化氫氣體，隨即通過有 機-無機雜化膜，通過選用不同的膜材料和控制溫度(20°C -IO(TC )參數以及改變負壓 (1000-3000Pa)條件，能夠有效脫除無水氟化氫氣體中亞微米或納米級以下的粉塵顆粒，從 而達到無水氟化氫氣體的凈化效果。經測，無水氟化氫氣體中在常溫常壓下粉塵顆粒含量 小于5g/m3。所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組 成。 本發明工藝過程簡單，操作容易控制，能耗低，且易于滿足工業生產。
具體實施方式
實施例 1.采用三級螢石(依據螢石塊礦質量標準GB8216-87)和發煙硫酸(質量濃度 為125%，以下實施例的濃度單位均為質量濃度)反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣體， 在溫度為IO(TC，負壓為1000Pa的條件下，該氣體通過塑料板(孔徑小于1 y m，耐溫性為 120°C )，比表面積210m7g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量，所 脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
2.采用氟化銨和發煙硫酸(濃度為105% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣 體，在溫度為50°C ，負壓為2000Pa的條件下，該氣體通過聚四氟乙烯膜(孔徑小于1 P m，耐 溫性為80°C )，比表面積190m7g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過 測量，所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
3.采用氟化鈉和硫酸(濃度為98% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣體，在 溫度為20°C，負壓為3000Pa的條件下，該氣體通過聚偏氟乙烯膜(孔徑小于1 P m，耐溫性 為50°C )，比表面積185m7g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量， 所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
4.采用氟化鉀和硫酸(濃度為98%)反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣體， 在溫度為2(TC，負壓為3000Pa的條件下，該氣體通過塑料板(孔徑小于1 P m，耐溫性為 20°C )，比表面積190m7g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量，所 脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
5.采用氟化鎂和和硫酸(濃度為98% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣體， 在溫度為60°C ，負壓為2500Pa的條件下，該氣體通過聚碳酸酯膜(孔徑小于1 P m，耐溫性
4為80°C )，比表面積210m2/g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量， 所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
6.采用螢石和發煙硫酸(濃度為105% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣體， 在溫度為40°C ，負壓為1500Pa的條件下，該氣體通過聚醚砜膜(孔徑小于1 P m，耐溫性為 60°C )，比表面積185m2/g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量，所 脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
7.采用氟硅酸和發煙硫酸(濃度為105% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫氣 體，在溫度為60°C ，負壓為3000Pa的條件下，該氣體通過聚醚砜膜(孔徑小于1 P m，耐溫性 為80°C )，比表面積200m2/g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測量， 所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
8.采用氟硅酸鉀和發煙硫酸(濃度為105% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫 氣體，在溫度為IO(TC ，負壓為1800Pa的條件下，該氣體通過塑料板(孔徑小于1 y m，耐溫 性為120°C )，比表面積190m2/g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經過測 量，所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
9.采用氟硅酸鈉和發煙硫酸(濃度為125% )反應，獲得含有粉塵的無水氟化氫 氣體，在溫度為80°C ，負壓為lOOOPa的條件下，該氣體通過聚四氟乙烯膜(孔徑小于1 P m， 耐溫性為120°C )，比表面積210m2/g ;獲得粉塵顆粒含量小于5g/m3的無水氟化氫氣體。經 過測量，所脫除的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。
權利要求
一種無水氟化氫氣體中粉塵顆粒的脫除方法，其特征在于首先無機氟化物與酸反應得到無水氟化氫氣體，隨即通過有機-無機雜化膜；該有機-無機雜化膜，孔徑小于1μm和耐溫性在20℃-120℃，同時具有耐氫氟酸腐蝕，負壓1000-3000Pa條件，比表面積大于180m2/g；脫除無水氟化氫氣體中亞微米或納米級以下的粉塵顆粒，使得無水氟化氫氣體中在常溫常壓下粉塵顆粒含量小于5g/m3。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于有機_無機雜化膜選自聚四氟乙烯，聚偏 氟乙烯，聚砜，聚碳酸酯，聚醚砜或塑燒板。
全文摘要
一種無水氟化氫氣體中粉塵顆粒的脫除方法屬于化工技術領域。首先無機氟化物與酸反應得到無水氟化氫氣體，隨即通過有機-無機雜化膜；該有機-無機雜化膜，孔徑小于1μm和耐溫性在20℃-120℃，同時具有耐氫氟酸腐蝕，負壓1000-3000Pa條件，比表面積大于180m2/g；脫除無水氟化氫氣體中亞微米或納米級以下的粉塵顆粒，使得無水氟化氫氣體中在常溫常壓下粉塵顆粒含量小于5g/m3。使得無水氟化氫氣體中在常溫常壓下粉塵顆粒含量小于5g/m3，所脫除的亞微米或納米級以下的粉塵顆粒尺寸在200nm-500nm之間，其成份主要由氟，硅，磷，鐵，硫，氧等組成。本發明工藝過程簡單，操作容易控制，能耗低，且易于滿足工業生產。
文檔編號C01B7/19GK101723329SQ200910242208
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者何瑋, 孫繼紅, 王麗娟 申請人:北京工業大學