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詳解稀土專用氫氟酸的生產難點
- 2020-05-21-

  如前文所說,氟化氫的生產并不困難,只要讓螢石跟硫酸進行反應,就可以制得氟化氫。再用水溶解掉氟化氫,就變成了氫氟酸。這個生產過程技術含量并不高,工藝也不復雜。但生產出來的只是工業級的HF,要想生產出應用到電子行業的稀土專用氫氟酸,須做很精密的提純。難就難在了提純上。

  嚴格來說,提純的工藝流程也不是很復雜。主要是利用氟化氫的揮發性以及不同物質沸點不同,采用精餾、蒸餾、亞沸蒸餾、減壓蒸餾、氣體吸收等技術對氟化氫進行純化。在此過程中,要把三價砷的氟化物氧化成五價,以免它跟著氟化氫一起蒸餾出來。然后用高純水溶解氟化氫,再過超濾膜過濾雜質,然后進行檢驗和無塵灌裝。我國相關的純化工藝有很多。隨著我國化學工藝研究水平的提高,一套合格的生產工藝設計并不難,難就難在生產廠房和設備上了。

  先說生產廠房,雖說我國已經發展成為基建強國,但對于稀土專用氫氟酸廠房這樣的基建還沒有成熟經驗。這樣的廠房要求與外界嚴密隔開,要設置多層的過濾系統,爭取不讓灰塵進入生產區。廠房不只要有雙層的門窗和多層的通風過濾系統,而且要精打細算到每個工作區都要用小的隔斷隔開,設置單獨的過濾系統,保障外來的“新鮮空氣”,經過多次過濾和殺菌以后達到萬級以上的凈化度(具體標準指標參考百度百科),灌裝車間甚至要求達到百級以上。由于氟化氫的腐蝕性,對廠房裝修也提出了很高的要求,要使用完整的基本沒有拼接的裝修材料,表面光滑整潔,邊角要易于清潔。凡是裝修材料包括工作臺、隔層、器皿等都要使用防靜電的材質。

  然后再說設備問題。其實設備的設計不存在太大的困難,難就難在設備的制作材料和生產工藝。由于氟化氫和HF的腐蝕性,一般的金屬設備是不能用來生產高純氟化氫的。要么使用鉑、金等貴金屬材質,要么使用增加防腐蝕內襯的不銹鋼設備。內襯材料往往是氟塑料,如聚四氟乙烯、PFA等塑料材質。但我國生產的氟塑料,往往摻入碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉等材料,這些物質對氟化氫生產工藝帶來新的污染。還有就是塑料表面的光滑整潔度,也影響產品的質量,這些往往是我國材料生產和加工的薄弱環節。再有,國外能夠生產噸級方桶和儲罐,方便儲運稀土專用氫氟酸,而我國只能生產幾十升的容器。