本發(fā)明涉及一種氟化鈣的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種利用鹽酸和氫氟酸的廢酸制備氟化鈣的方法。
背景技術(shù)：
隨著氟化工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，螢石資儲(chǔ)量正在逐漸減少，這嚴(yán)重威脅著氟化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，氟化鈣的人工制備日漸受到關(guān)注。工業(yè)含氟廢酸是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氟濃度大大超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)限值的廢水，含氟廢水對(duì)人類和動(dòng)物的健康以及生態(tài)平衡具有嚴(yán)重的威脅，因此對(duì)含氟廢水處理及研究顯得尤為重要。基于以上兩點(diǎn)，研究制備一種采用低成本的鈣鹽沉淀除氟，且聯(lián)產(chǎn)具有銷售價(jià)值鹽酸，有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
目前，含氟化氫的廢酸大多都是氟化工副產(chǎn)物，包括生產(chǎn)三氟化氮、六氟化鋁等產(chǎn)生的。這些廢酸的特點(diǎn)一是濃度高，經(jīng)處理后，hf濃度為33%，hcl濃度為9.5%。二是即含有hf，又含有hcl。三是還含有一定量的有機(jī)物及其它的雜質(zhì)。
因此，采用上述的廢酸制備氟化鈣時(shí)，生成的氟化鈣，顆粒度較小，與廢酸中有機(jī)物或雜質(zhì)形成粘稠狀的沉淀物，很難過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)間比較長(zhǎng)，需要用離心機(jī)進(jìn)行脫水處理，工藝復(fù)雜，成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用鹽酸和氫氟酸的廢酸制備氟化鈣的方法，具有氟化鈣顆粒度大，容易過(guò)濾，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可以回收氟化鈣和鹽酸，徹底解決目前工業(yè)含氟廢酸的污染問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
一種利用鹽酸和氫氟酸的廢酸制備氟化鈣的方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)取廢酸液，其中hf濃度為33%，hcl濃度為9.5%；
(2)配置濃度18%～30%的氯化鈣溶液；
(3)一級(jí)反應(yīng)釜中加入適量水，保溫至80℃～85℃，攪拌，同時(shí)滴加廢酸和氯化鈣溶液，控制滴加速度，始終保持hf微過(guò)量，控制氯化鈣與氟化氫的摩爾比為1:2.1-2.15，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1-1.5小時(shí)，然后調(diào)節(jié)使最終溶液中hf重量百分含量為1-1.5%；
(4)將步驟3的溶液加入二級(jí)反應(yīng)釜中，保溫至40-50℃，攪拌，反應(yīng)2小時(shí)，然后，調(diào)節(jié)使最終溶液中hf重量百分含量為0.2-0.5%；
(5)將步驟4中的溶液加入三級(jí)反應(yīng)釜中進(jìn)行靜置沉淀60min—90min，常壓過(guò)濾得到氟化鈣固體，所得濾液為增濃至12%～18.6%的鹽酸溶液；
(6)將氟化鈣固體用其質(zhì)量的2～3倍純水，分五次洗滌，沉淀并過(guò)濾，至中性；
(7)所得固體在106℃干燥箱中干燥得到氟化鈣產(chǎn)品。
上述的制備氟化鈣的方法，優(yōu)選的，所述步驟3中滴加時(shí)間為1小時(shí)。
上述的制備氟化鈣的方法，優(yōu)選的，步驟3中的攪拌轉(zhuǎn)速30-40r/min；步驟4中的攪拌速度20-30r/min。
本發(fā)明的制備氟化鈣的方法，首先，在步驟3中，反應(yīng)溫度控制在80℃～85℃的高溫，可以使hf與cacl2快速反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的caf2微小顆粒，同時(shí)，較高的溫度可以便有機(jī)物和雜質(zhì)變性，防止產(chǎn)生的caf2微小顆粒粘接。
第二，在步驟3中，采用同時(shí)滴加廢酸和氯化鈣溶液，并且始終保持hf微過(guò)量，控制氯化鈣與氟化氫的摩爾比為1:2.1-2.15，也是為了使氟化氫與氯化鈣快速生成氟化鈣顆粒，防止微小顆粒的粘接。步驟1反應(yīng)完畢后，氟化鈣粒徑基本在30-80um。
第三，在步驟4中，控制溫度至40-50℃，并保持氟化氫的微過(guò)量，可以使微小的氟化鈣顆粒形成氟化鈣微晶顆粒，粒徑達(dá)到250-300um。
第四，在步驟3-4中，逐漸降低氟化氫在溶液中的含量，最終達(dá)0.2-0.5%。通過(guò)上述的控制，即可以保證生成較大顆粒度的氟化鈣，又保證了制成的鹽酸中，氟化氫的含量盡可能的少，達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
第五，本發(fā)明的制備方法，保證了cacl2徹底與hf反應(yīng)，母液中ca+幾乎為零，不用擔(dān)心以后反應(yīng)中析出caf2沉淀，收率在99.3%以上。副產(chǎn)12%～18.6%的鹽酸，利用價(jià)值很高。沒(méi)有產(chǎn)生其它廢產(chǎn)物，達(dá)到環(huán)保排放要求。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)取廢酸液，其中hf濃度為33%，hcl濃度為9.5%。（重量百分比）；
(2)配置濃度25%（重量百分比）的氯化鈣溶液；
(3)一級(jí)反應(yīng)釜中加入100kg水，保溫至85℃，控制攪拌速度為35r/min，同時(shí)滴加廢酸和氯化鈣溶液，控制滴加速度，始終保持hf微過(guò)量，控制氯化鈣與氟化氫的摩爾比為1:2.1。滴加時(shí)間為1小時(shí)。最后，氯化鈣溶液加入量為1000kg，廢酸液加入量為287kg；
滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，然后加入少量的氯化鈣溶液，調(diào)節(jié)使最終溶液中hf重量百分含量為1.5%；
(4)將步驟3的溶液加入二級(jí)反應(yīng)釜中，保溫至45℃，攪拌速度25r/min，反應(yīng)2小時(shí)，然后，加入少量的氯化鈣溶液調(diào)節(jié)使最終溶液中hf重量百分含量為0.4%；
(5)將步驟4中的溶液加入三級(jí)反應(yīng)釜中進(jìn)行靜置沉淀80min，常壓過(guò)濾得到氟化鈣固體，所得濾液為增濃至15.8%的鹽酸溶液；
(6)將氟化鈣固體用其質(zhì)量的2倍純水，分五次洗滌，沉淀并過(guò)濾，至中性；
(7)所得固體在106℃干燥箱中干燥得到氟化鈣產(chǎn)品，重量為178.3kg,純度為99.24%。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；依照可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。