JPH06510739A - シリカ／アルミナマトリックスのフッ化水素酸温浸によるテトラフルオロシランとフッ化アルミニウムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ノリカ／アルミナマトリックスのフッ化水素酸温浸によるテトラフルオロシラン とフッ化アルミニウムの製法 技術分野 本発明はシリコンテトラフルオリド（ｔｅｔｒａｆ　１ｕｏｒｉｄｅ）、フッ化 アルミニウム、及び他の残留金属フッ化物及び酸化物の製造のためのシリカ／ア ルミナマトリックス物質のフッ化水素酸温浸（ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）法に関する ものである。

従来技術 現在、大量のシリカ／アルミナ（Ｓ　ｉ　０２／Ａ　Ｉ　２０３）マトリックス 廃棄物が多数の商業型産業体によって産出されており、これら廃棄物には石油産 業からの廃液熱分解用触媒ユニット（ＦＣＣＵ）物質、例えば、シリカ／アルミ ナゼオライトや、電力会社による発掘燃料の燃焼によって産出する石炭燃焼副産 物（ＣＣＢＰ）、例えば、飛翔灰（ｆｌｙ　ａｓｈ）、スラグ（ｓｌａｇ）、あ るいは堆積灰（ｂｏｔｔｏｍ　ａｓｈ）等が含まれる。本発明はシリコンテトラ フルオリト（テトラフルオロシラン、ＳｉＦ、）、フッ化アルミニウム（アルミ ニウムトリプルオリト、ＡＩＦ、）及び他の残留金属フッ化物並びに酸化物を含 む有用な物質の製造のための、これらンリヵ／アルミナマトリックス物質のフッ 化水素酸温浸処理に関するものである。

シリコンテトラフルオリトは重要な媒介物であり、例えば、純粋シリカ、シラン 類、太陽電池用純粋シリコン、セラミック製品用シリコン窒化物、光電池用アモ ルファスシリコン、半導体産業で使用されるシリコン含有物質用のエツチング媒 介物、さらに、建築用打字１のためのフッ化処理されたカルボ−シリコンポリマ ー等の重要な製品の製造において有用である。さらに、シリコンテトラフルオリ トはフッ化水素及び二酸化シリコンを製造するのにも使用可能である。例えば、 アメリカ合衆国特許第４，２０６．１８９号は、フッ化水素と二酸化シリコンを 製造するために硫酸の存在下でシリコンテトラフルオリドを加水分解する方法を 開示している。フッ化水素は有機フッ素化合物（ｏｒｇａｎｏｆ　ｌｕｏｒｉｎ ｅｃｏｍｐｏｕｎｄ、フッ化処理されたプラスチック、フレオン等）、アルミニ ウム製造用の無機フッ化物（水晶石、ナトリウム及びフッ化アルミニウム等）、 光学用フン化物質、ロケノト工学用オキシダント、並びに核工学用無機フッ素化 合物等の重要な化学製品の製造に使用される。二酸化シリコンはゴム原料用の添 加物質として人工ゴム産業で使用され、光学産業、電波工学産業、電子産業、特 殊ガラス製造業及び他の産業において原料として使用される。さらに、発光団製 造用の主要成分であり、クロマトグラフ用ソルベントでもある。

フン化アルミニウムは電子応用産業用の酸化物エチャント（ｏｘｉｄｅ　ｅｔｃ ｈａｎｔ）製造用のプレカーサー（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）として利用が可能であ り、ジアンモニウムフォスフェート（ｄｉａｍｍｏｎｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔ ｅ）用アンモニウム源としても利用か可能である。

アメリカ合衆国特許第４，６１５．８７２号において、フッ化シリコンを含有す るガスの加水分解によるシリコンテトラフルオリド製造のための工程が開示され ており、加水分解物をフッ化ナトリウム、フッ化カリウム、あるいはフッ化バリ ウムと化学反応させ、その反応産物を熱的に分解してシリコンテトラフルオリト を製造するものである。

アメリカ合衆国特許第４．９００，５３０号において、シリコンテトラフルオリ トの製造工程が開示されており、濃硫酸とフッ化ケイ素酸の水溶液の反応工程で 始まり、水性硫酸の液体流からシリコンテトラフルオリトを含有するガス流を分 離する工程がこれに続く。純粋シリコンテトラフルオリドのガス流を分離する目 的で、このガス流を冷却濃硫酸で洗浄する。この純粋シリコンテトラフルオリト のガス流を固体吸着剤を利用した吸着技術手段で処理し、さらに純化工程に回す ことも可能である。

アメリカ合衆国特許第４，４７０．９５９号において、シリコンテトラフルオリ トガスは水性フッ化ケイ素酸と濃硫酸とを垂直カラムで化学反応させて製造され る。

アメリカ合衆国特許第３．９６１，０３０号において、アルミニウム含有鉱石は フッ化水素酸あるいはフッ化ケイ素酸のこときフッ素酸で処理され、フッ化アル ミニウムか製造され、ＡＩＦｊ・３Ｈ２０結晶としての結晶化による化学反応混 合物の液体相から回収されるか、この結晶体はその後に乾燥及び脱水され、フッ 化アルミニウムを産出し、このフッ化アルミニウムは加温加水分解されてアルミ ナとフッ化水素酸を産出する。

発明の開示 本発明によれば、シリコンテトラフルオリド及びフッ化アルミニウムの製造のた めの、無機シリカ／アルミナマトリックス物質のフッ化水素酸温浸処理工程が（ 〃供される。この温浸処理工程はこのマトリックス物質を０から約１０％の化学 贋的過刺の酸にてフッ化水素酸と化学反応させる当初ステップを有しており、シ リコンテトラフルオリトガスとフッ化アルミニウム、未温浸酸化物、及び付随的 な可溶性と不溶性のフッ化物質を含イ１する溶液／スラリーを産出する。このシ リコンテトラフルオリドガスは冷却装置（（ｏ　ｌ　ｄ　ｔ　ｒａｐ）での不純 物の凝結によって純化され、余剰フッ化水素にて水性フッ化ナトリウムと化学反 応されて７７　、Ｉ化ケイ素酸塩ナトリウム塩（ｓｏｄｉｕｍ　ｆｌｕｏｒｏｓ ｉｌｉｃａｔｅｓａｌｔ）のわすかに可溶性である溶液／スラリーか産出され、 この溶液／スラリーはフィルタープレスに搬送されてフッ化ケイ素酸塩ナトリウ ム粉末が分離される。フッ化ケイ素酸塩す１〜リウム粉末は乾燥され、セ氏約６ ００度から６５０度にセットされた熱炉へと搬送され、実質的に純粋なシリコン テトラフルオリトガスとフッ化ナトリウム粉末が分離されて収集される。この工 程はまた、フッ化アルミニウム、未温浸酸化物、及び付随的な可溶性及び不溶性 のフッ化物質を含有する溶液／スラリーを水洗して全水溶性物質を完全に溶解さ せ、全未溶解物質をフィルタープレスにて分離し、フッ化アルミニウム及び他の 水溶性フッ化物を含有する残余の溶液を気化器（ｅｖａｐｏｒａ　ｔｏｒ）内で 乾燥させ、水分と残留余剰フッ化水素酸の蒸気とを凝結器（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ）内で凝結し、その乾燥溶液からフッ化アルミニウムあるいは重金属フッ化物を 回収し、及び／又は分留によってその液体凝結物から高度に純化されたフッ化水 素酸を収集するステップを含むフッ化アルミニウム回収手段を提供している。

図面の簡単な説明 添付図面は本発明によるシリコンテトラフルオリド、フッ化アルミニウム及び他 の残留金属フッ化物並びに酸化物の製造のためのシリカ／アルミナマトリックス のフッ化水素酸温浸処理工程の略図であり、図１、図２及び図３から構成されて いる。図１は本工程の使用物質と初期ステップとを示す略図であり、図２は種々 な温浸反応タンクと物質の付随的処理工程とを示す略図であり、図３は気化器、 凝縮器、熱炉及び製品回収を含む物質の付随的処理工程を示す略図である。

実施例の説明 シリコンテトラフルオリトとフッ化アルミニウム及び他の重金属の製造のための シリカ／アルミナマトリックス物質のフッ化水素酸温浸処理工程は以下の一般化 学式に関わるものである。

Ｉ０ンリカ／アルミナマトリックス物質をＳ　＋　Ｆ　ａ　ｎｌ及びＡＩＦ、と じて分離。

Ｓ　ｉ　０２／Ａ　！２０３＋１００Ｆ、−４３ｉ　Ｆｎｍ＋２Ａ　Ｉ　Ｆｓ＋ ａｍ＋＋５８２０ＩＩ。過剰ＨＦにてＮａＦを付加によるＳｉＦ４の純化。

Ｓ　！　Ｆ４ｍ＋２ＮａＦ＝Ｎａｚｓ　ｉ　ＦｓＩＩ＋。純化Ｓ　Ｉ　Ｆ　４　 Ｉｔ＋の再発生。

ＮａｚＳｉＦ＠十加熱（セ氏６００度−６５０度）＝Ｓ　ｉＦ４＋１＋２ＮａＦ Ｉ　ＶｏＡ　Ｉ　Ｆｍ（７）ＩｌｉＯ収。

Ａ　Ｉ　Ｆ　ｓ　＋−−＋十加熱＝Ａ　Ｉ　Ｆ　ｓ　’　３　Ｈ２Ｏ＋＝＋十重 金属十ＨｔＯ＋−＋Ｖ０金属フッ化物をＡｌＦ３から分離。

Ａ　Ｉ　Ｆｓ・３ＨｔＯ＋ｃ＋十重金属＝Ａ　Ｉ　Ｆｓ・３ＨｘＯ＋ｅｌ＋ＶＦ ｘ＋ｘ−ａ、ｓ＋　＋ｖＴｏｙ＋ＭＯＯｔＦ＋＋ＣＦｔｏ＋＋＋＋ＭＯＯＦ＋Ｉ Ｆｖｏｓ＋本工程はシリカ（Ｓ　ｉ　Ｏ２）　／アルミナ（Ａ　Ｉ　、０．）マ トリックス物質の化学的温浸処理で開始される。シリカ／アルミナマトリックス 物質の残余部分を構成する補足的成分は後述する。シリカ／アルミナマトリック ス物質の温浸処理は上記の化学式■に記載された化学反応によって達成される。

その原料は水性フッ化水素酸（ＨＦ）と化学反応され、別々の２処理工程に回さ れる。すなわち、（ａ）ノリコンテトラフルオリト（ＳｉＦ、）ガスの純化と利 用、並びに、（ｂ）フッ化アルミニウムの回収及び可溶性と不溶性の金属フッ化 物とアルミニウム（ＡＩ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（■）、布上金属類 （ＲＥ）、チタニウム（ＴＩ）等の酸化物の物理的相互分離である。

セクション　■。

シリコンテトラフルオリト処理工程 シリコンテトラフルオリトか前記の化学式１にて発生するとき、それは遊離ガス であり、不純物ガスを取り除くことで純化されねばならない。例えば、発生した シリコンテトラフルオリドガスはフッ化水素（ＨＦ）、硫化水素（Ｈ，Ｓ）、フ ッ化ホウ素（ＢＦＳ）、ヒ素トリフルオリド（ＡＳＦ３）、アルシン（ＨｓＡｓ ）フン化リン（ＰＦ３及びＰＦ、）、微量水蒸気及び温浸処理される当初のシリ カ／アルミナマトリックス原料の成分により決定される他のフッ化物ガスを含有 するであろう。そのような不純物ガスをシリコンテトラフルオリトガス流から除 去することが重要である。この不純物ガス除去は、まずはシリコンテトラフルオ リドガス流から水蒸気を取り去ることである。これには、水蒸気が主なガス体と して発生することを抑止するため、化学反応による放熱が発生しても、反応温度 がセ氏１００度以内に保たれるような温度条件下で前記の化学式Ｉを実施するこ とで達成される。本発明の処理工程はさらに、シリコンテトラフルオリドガス流 から凝結処理によって非金属ガス状汚染物を除去するような一連の冷却装置を通 過させて生成したシリコンテトラフルオリドガス流の純化手段を提供している。

純化されたシリコンテトラフルオリトガス流が得られたなら、残留フッ化水素ガ スが除去されなければならない。この除去には、前記の化学式ｒｔに従って、フ ッ化ケイ素酸塩ナトリウム（Ｎ　ａ２ｓ　ｉ　Ｆｇ）を沈降させるために、水性 フッ化水素を含有する飽和水性フッ化ナトリウム溶液に純化されたガス流が導入 される。前記の化学式Ｉ１１に従って、純化シリコンテトラフルオリド（ＳＩＦ ４）ガスを遊離させるために、フッ化ケイ素酸塩ナトリウムを濾過、乾燥し、セ 氏６００度から６５０度で加熱する。フッ化ナトリウムは前記の飽和溶液にリサ イクルされる。

純化シリコンテトラフルオリトを直接販売することも、フユームけｕｍｅｄ）さ れたシリカ（Ｓｉｎｓ）を生成するために加水分解することも、またさらに、そ の内容を本明細書に全文引用するところのアメリカ合衆国特許第４．　４４２゜ ０８２号記載の処理法、及び／又はその内容を同様に本明細書に全文引用すると ころの１９８１年１月発行第１号１２８号の電気化学協会ジャーナル誌の表題「 シリコンテトラフルオリドのナトリウム還元によるシリコン」の記事に記載され ている処理法にて、シリコン金属（Ｓｉ）の製造のためにさらに還元することも 可能である。

セクション　１１０ 金属フッ化物及び酸化物処理工程 シリカ／アルミナマトリックスのフッ化水素酸温浸処理は、シリコンテトラフル オリドガス流と、フッ化アルミニウム、付随的米温浸酸化物、及び可溶性並びに 不溶性のフッ化物質を含有する溶液／スラリーを産出する。フッ化アルミニウム の回収は、この溶液／スラリーを水洗し、全水溶性物質を完全に溶解させ、フィ ルタープレスによって全非溶解物質を分離し、気化器内でフッ化アルミニウムと 他の水溶性フッ化物を含有する残留溶液を乾燥させ、水分と余剰フッ化水素酸蒸 気を凝結器で凝結し、その乾燥溶液からフッ化アルミニウム三水化物粉末及び／ 又は重金属フッ化物粉末を回収し、及び／又は分留によってその液体凝結物から 高度に純化されたフッ化水素酸を収集することで達成される。

前記の化学式■から得られる温浸溶液／スラリーはフッ化アルミニウム、及び他 の可溶性及び不溶性フッ化物並びに未温浸酸化物を含有するであろう。この溶液 は可溶性物質と不溶性物質とを分離するために濾過される。この不溶性物質は標 皇手段にて分析され、以後の処理はその化学成分によって決定される。例えば、 フッ化カルシウム、フッ化ニッケル、フッ化マグネシウム、フッ化鉛、希土類フ ン化物、二酸化チタニウム、あるいは無機炭素を回収することが妥当であろう。

アルミニウム（ＡＩ）の可溶性フッ化物及び他の金属の物理的分離は、主として 昇華特性と水性及び非水性溶媒中ての溶解度を変化させることで達成されるであ ろう。

バナジウムとマンガンの可溶性金属フッ化物の物理的分離に導く処理工程の１例 （唯一の例ではない）は、一般的に前記の化学式Ｖに従って処理されるものであ る。

セクション　ｌ１１０ 温浸処理反応 図面の解説をする。図１において、無機シリカ／アルミナマトリックス物質（粉 末）の当初搬送物は搬送容器１０にて受領される。ここからその粉末は貯蔵容器 １２に風力を利用して送られる。フッ化水素は無水形態と濃縮水性形態の両方に て受領力呵能である。無水フッ化水素は通常の運搬及び搬送手段にてタンク１４ 内で受領される。この無水フッ化水素は、４５％から５０％のＨＦの水溶液を製 造するために、タンク１６に運搬されて水で希釈される。濃縮水性フッ化水素は タンク１６に直接搬送される。その後に濃縮溶液は１個あるいは複数個のＨＦ温 浸反応タンク２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｃ等にポンプで送られるが、あるいは重力を 利用して搬入される。

その後に貯蔵容器１２のマトリックス粉末は、１１Ｆ温浸反応タンク２ＯＡ、２ ０Ｂ、２０Ｃ等に風力あるいは重ノＪによって搬入され、１０ボンドの無機Ｓｉ Ｏ２／Ａ　Ｉ２０．マトリックス物質と３ガロン（過剰量）の濃縮フッ化水素酸 溶液との割合、さらに好適には２５０ボンドの無機Ｓ　ｉＯｉ／Ａ　Ｉ　２０ｍ マトリックス物質と７５ガロンの濃縮フッ化水素酸溶液との割合で、水性フッ化 水素と混合され、化学反応による放射熱を含んだ反応温度をセ氏１００度以内に 保つようにする。

この反応は２種の主要産物であるシリコンテトラフルオリト（ＳｉＦ４）ガスと 、水性フッ化アルミニウム（ＡＩＦｓ）や不溶性フッ化カルシウム（ＣａＦ２） のごとき物質を含有する溶液の生成で完了する。その反応工程は以下の化学式に 従う。

％式％ 前記の化学反応を「常温」と標準気圧下で開始し、反応熱で溶液が加熱されよう とも反応温度をセ氏１００度以上にはせず、シリコンテトラフルオリトガス流に 混合される余剰の水蒸気が形成されないようにすることが重要である。反応温度 は８０度以上に上昇しないことがさらに望ましい。好適には、冷却ジャケットを 反応器（すなわち、）（Ｆｍａ反応タンク２０ａ、２０ｂ、２０ｃ等）に提供し 、反応温度をセ氏１００度以内に保って水蒸気の発生を防止する。水蒸気をシリ コンテトラフルオリドガス流との混合状態に導入させるとＨＦが発生し、５ｉＯ ２か再発生する化学反応か誘引されるであろう。

この時点でシリコンテトラフルオリドガス流が、硫化水素（ＨｔＳ）、フッ化ホ ウ素（ＢＦｓ）、アルシン（ＨｓＡｓ）、ヒ素トリフルオリド（ＡＳＦ３）、フ ッ化リン（ＰＦ３及びＰＦｓ）、並びに、温浸される原料の成分によって決定さ れる他のガス状フッ化物のごとき不純物を含有していようとも、シリコンテトラ ブルオリドと汚染ガスは、ＨＦ温浸反応タンクから１つあるいは複数の冷却装置 ２５へそのガス流を送り、シリコンテトラフルオリドガス流から凝結によって汚 染物を除去することでさらに純化される。好適には、この冷却装置２５は一連の 個々の標準型冷却装置より成り、シリコンテトラフルオリドガス流の通路に沿っ て配置される。例えば、第１冷却装置はセ氏零下６０［から零下８５度にセット され、硫化水素を液体として凝結し、第２冷却装置はセ氏零下８５度から零下１ ００度にセットされ、フン化リンを液体として凝結し、第３冷却装置はセ氏零下 １０１度から零下１３０度にセットされ、フッ化ホウ素を液体として凝結するも のである。シリコンテトラフルオリドガス流からのフッ化ホウ素の除去は、１０ 億分の１０の余剰ホウ素の存在がシリコン金属最終製品の半導体特性を損なうの で特に重要である。他の冷却装置は従来方式に従って、産出されたシリコンテト ラフルオリドガス流と混合されている他の汚染ガスを凝結する目的で提供が可能 である。その後に純化シリコンテトラフルオリドガスはフッ化ケイ素酸塩ナトリ ウム（Ｎａ２ＳｉＦｇ）反応タンク３０に搬入され、以下記載のセクションＶに 従って処理される。フッ化水素温浸反応タンク２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｃ等の残留 溶液は１７からの追加水と共に溶液タンク２２に送られる。１７からの充分な量 の追加水はその後に保持タンク２２に送られ、全水溶性物質を完全に溶解して以 下のセクンヨ／Ｉｖの処理に回す。

セクションＩＶ。

不溶性物質から可溶性物質を分離する工程充分な水が保持タンク２２に加えられ 、主としてフッ化アルミニウムである全水溶性塩類を完全に溶解させた後に、溶 液／スラリーは濾過のためにフィルターブレス４０に送られる。この処理によっ て全未暦浸酸化物と、存在可能であり、以下のセクションＩＶＡに従ってさらに 処理され得る不溶性フッ化物質は、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化ニッ ケル（ＮｉＦｔ）、無機炭素（Ｃ）、二酸化チタニウム（Ｔ　ｉ　Ｏ２）　、フ ッ化マグネシウム（Ｍ　ｇ　Ｆ　ｚ）　、及びフッ化鉛（ＰｂＦ２）並びに希土 類フシ化物（ＲＥ−Ｆ？）等を含有する。得られる溶液は気化器５０に送られて 乾燥される。乾燥粉末（フッ化アルミニウム三水化物）は保存容器７０に搬送さ れ、さらに以下のセクションＩＶＢに従って処理される。

一方、水及び余剰フッ化水素蒸気は凝結器６０で凝結される。この液体凝結物は 分留によって収集され、余剰水から濃縮フッ化水素溶液が分離される。水性フッ 化水素溶液はフッ化水素濃縮器２９に搬入される。一方、残余の凝結物は濃縮フ ッ化水素溶液タンク１６に戻されてリサイクルされる。濃縮器２９はさらに余分 な水を排除し、これをフッ化水素溶液タンク１６に送り、高度に純化された濃縮 水性フッ化水素は貯蔵容器１１０に送られる。

セクション　ＩＶＡｏ 未温浸及び不溶性物質の追加的処理工程未温浸酸化物と、フッ化カルシウム（Ｃ ａ　Ｆ　２）　、フッ化ニッケル（ＮｉＦｚ）、無機炭素（Ｃ）、二酸化チタニ ウム（Ｔ　ｉ　Ｏｇ）　、フッ化マグネシウム（ＭｇＦｔ）、フッ化鉛（ＰｂＦ ｓ）及び希土類フッ化物（ＲＥ、Ｆ、）のごとき不溶性フッ化物質はフィルター ブレス４０からフッ化水素温浸反応器２０Ｃに搬送され、そこで可変フッ化水素 温浸工程に付され、完全なフッ化水素温浸処理が行われることが望ましい。前記 工程を２．３回繰り返した後に得られる溶液／スラリーはフィルター２ブレス４ ２による濾過のために溶液タンク２２に送られる。フィルター／ブレス４２から の分離された未温浸不溶性物質は、気化器５６に送られて乾燥される。一方、こ の蒸気は凝結器６０で収集される。この乾燥粉末は貯蔵容器１５０に搬送され、 その後の処理のための品質評価、あるいは適正な廃棄のために、従来型標準機器 によるこの粉末の分析と成分特定が可能である。フィルター／ブレス４２からの 溶液は前述のごときのその後の処理のために気化器５０に送られる。

セクション　ＩＶＢｏ 可溶性塩類のその後の処理 シリカ／アルミナマトリックスのＩＩＦ温浸処理から得られた水溶性塩類の化学 的組成によっては、その後の他の金属フッ化物の分離か可能となる。その１例と して、フッ化バナジウム（Ｖ　Ｆ　４及びｖｐｓ）とモリブデンオキシフルオリ ド（Ｍｏ　Ｏ２Ｆ　２及びＭ　ｏ　ＯＦ　ａ）の回収か考えられる。この回収は エチルアルコール（ＣＩｉｓＣ＋ＩｚＯＨ，エタノールあるいはＥＴＯＩ−１） での、容器７０に貯蔵された乾燥可溶性塩であるフッ化アルミニウム三水化物の 抽出によって達成される。エタノールは容器７０あるいは同様な保持タンクに送 られ、得られたスラリーはフィルター／ブレス４４に送られて濾過され、この溶 液からＥ　Ｔ　ＯＨ不溶性物質を分離する。ブレス４４から得られたＥＴＯＨ溶 液は気化器５２に送られて蒸留され、フッ化ハナンウム塩類とモリブデニウムオ キシフルオリド並びにＥＴＯＨ蒸気の組合せ物を産出する。この組み合わされた 塩類は容器１３０に搬送されて貯蔵され、標マ的な昇華技術による分離を含むで あろう池の処理工程に回される。一方、このＥ　Ｔ　ＯＨ蒸気は凝結器６２によ って収集される。このＥ　Ｔ　ＯＨ凝結物はＥＴ０１１貯蔵容器１８にリサイク ルのために戻される。

さらなる分離を行うのに充分な濃度を有した存在可能な可溶性金属フ・ノ化物質 の他例には、フッ化すｌ・リウム（Ｎ　ａ　Ｆ　）　、フッ化カリウム（ＫＦ） 、及びフッ化ｐ　（Ｆ　ｅ　Ｆ３）　Ｗか含まれる。これらは気化器５４からの 非水溶性アルミニウムトリフ／ｌ、オリト三７に化物塩いａｔｅｒ　１ｎｓｏｌ ｕｂｌｅ　ａｌｕ＋ｎｉｎｕｍ　ｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ　ｔｒｉｈｙｄｒａｔ ｅ　５ａｌｔ）を水洗することで、溶炉（ｋｉｌｎ）　８２での脱水（ｄｅｈｙ ｄｒａｔ　１ｏｎ）に先行して除去可能である。

フィルター／ブレス４４からの不溶性物質は気化器５４に搬送されて乾燥され、 残留ＥＴＯＨ蒸気産物は凝結器６２に搬入されて前述のごとくに処理される。得 られた乾燥粉末は熱炉８２に搬送され、セ氏４００度から７００度、好適にはセ 氏６００度に加熱されて脱水され、さらに、全ての低温昇華産物を産出する。こ の加熱工程は純化されたフッ化アルミニウム無水塩を生成し、熱炉８２から回収 され、貯蔵容器１２０に搬送される。これらの昇華産物は貯蔵容器１４０に送ら れ、さらに処理される。

セクション　ｖｏ シリコンテトラフルオリドの純化工程 フン化ケイ素ナトリウム反応タンク３０内で、ＨＦ温浸反応産物ＳｉＦ４は水性 フッ化ナトリウム（ＮａＦ）と水性フッ化水素と組み合わされ、ごく可溶なフッ 化ケイ素酸塩ナトリウム（Ｎａｓｓ　ｉ　ＦＪ塩を産出する。この溶液／スラリ ーはフィルター／ブレス４６に送られて濾過される。このフッ化ケイ素酸塩ナト リウム粉末は気化器５６に送られて乾燥され、得られた粉末は回転炉８０に搬送 される。一方、得られた余剰水性ＨＦとＮａＦの溶液は次の２手段のいずれかで 処理される。すなわち、（１）その溶液を中和タンク８２に送り、１９からの水 酸化ナトリウム（ＮａＯＩ−１）のごとき水性苛性剤で中和し、その後にその中 和溶液をＮａＦ濃縮溶液容器８６に送る手段と、（２）その溶液を気化器５０で 乾燥し、塩類を貯蔵容器８４に搬送し、一方、水分とフッ化水素蒸気を凝結器６ ０によって凝結して前述のように処理する手段である。

純粋５ｉＦａガスとＮａＦ粉末を発生させるための熱炉８０の反応温度は、好適 にはセ氏６００度から６５０度の範囲である。回収されるＳｉＦ４ガスは実質的 に純粋であり、液体窒素温度で固体として、あるいは圧縮ガスとして貯蔵され、 それぞれ貯蔵タンク１００及び／又はボトル１０２を介してさらに処理される。

一方、ＮａＦ塩は貯蔵容器８４に搬送される。

ＮａＦ濃縮溶岐８６は貯蔵容器８４からの熱炉８０での分解産物として製造され る追加的ＮａＦで飽和される。この飽和溶液はその後にフン化ケイ素酸塩ナトリ ウムタンク（容器３０）に送られ、ＨＦ１ｉｉ／ＭＥ応ｕ２ＯＡ、２０Ｂ、２ｏ Ｃ等からのＳ　＋　Ｆ　ａとＨＦガスを供給して化学反応に付される。

セクション　Ｖｌ。

例 表１ ＦＣＣＵ物質　５０％Ｉ−Ｉ　Ｆ　％残留　ＨＦ温浸使用重量　使用量　固体　 可溶性物質 Ａ、１４．１４ｇ　３４．９５ｇ３，２　１９．５１ｇＢ、１３．４５ｇ　３７ ．１７ｇ　５．０ｇ　１８．８９ｇ燃焼による　％ＡＩＦ、　産出ＳｉＦ４！■ 失　燃焼可溶性固体　重量（計算値）Ａ、　４２，５　９９．２　１２．１ｇＢ 、　４０，２　９３．８　１１．７ｇ表１は一般的に、ＦＣＣＵ廃棄物質である ２種の別々で異なる合成サンプルに対する本発明の処理工程に従って行われたラ ブベンチ（Ｉａｂ　ｂｅｎｃｈ）実験の結果を表している。冷却装置を利用した このラブベンチ実験は水性フッ化水素酸とのマトリックス物質反応から発生した シリコンテトラフルオリドガス流を純化しなかった。サンプルΔは１４．１４グ ラムの重量であり、３４．９５グラムの水性ＨＦとの反応で３２％の未温浸残留 固体を産出した。このＨＦ反応可溶性物質の重量は１９５１グラムであり、その うち、４２．５％はセ氏６００表２は一般的に本発明に従い、ＣＣＢＰ廃棄物質 である２種の別々で異なる白変で３時間燃焼して発生したガスである。回収され たフン化アルミニウムの純度は９９．２％であった。シリコンテトラフルオリド ガスの量（重量がら算出）は１２．１グラムであった。サンプルＡのＦＣＣＵマ トリックス物質からの残留固体の分析により、５０％の酸化チタニウム、２８％ のフッ化カルシウム、８％のフッ化マグネシウム、５％の炭素、４％の酸化鉄及 び５％の未決定物質が検出された。

サンプルＢは同様なシリカ／アルミナ含有物を有したＦＣＣＵ廃棄物を表わすが 、異なる未精製物からのものであり、他の成分物質の存在は得られた製品の価値 に影響を及はした。サンプルＢは１３．４５グラムの重量を有し、３７．　１７ グラムの水性ＨＦとの反応で５．　０％の未温浸固体を産出した。このＨＦ反応 可溶性物質の重量は１８．８９グラムであり、そのうちの４０．２％はセ氏６０ ０度で３時間燃焼させて得られたガスである。回収されたフッ化アルミニウムの 純度は９３．８％であった。シリコンテトラフルオリドガスの量（重量から算出 ）は１１．７グラムであった。シリカ／アルミナマトリックス物質内のシリカの 割合はＦＣＣＵ物質に関して５０％から７０％の範囲にとどまっている。

表２： ＣＣＢＰ物質　５０％ＨＦ　％残留　ＨＦ温浸使用重量　使用　固体　可溶性物 質 Ａ、１３．５０ｇ　２４．６７ｇ　４６．４　６．４２ｇＢ、１２．７０ｇ　２ ８．２９ｇ　３４．３　７．３２ｇ燃焼による　％ＡＩＦＩ　産出５ｉＦａ損失 　燃焼可溶性固体　重量（計算値）Ａ、　４２，０　８５．７　９．３６ｇＢ、 　４５，０　８９．７　９．９０ｇドガス流に水蒸気が混合されるのを防止する ためにセ氏１００度以内にとどめら成サンプルに対して実施されたラブベンチ実 験の結果である。冷却装置を使用したこのラブベンチ実験もまた水性フッ化水素 酸とのマトリックス物質反応から発生したシリコンテトラフルオリドガス流を純 化しなかった。サンプルＡは１３゜５０グラムの重量があり、２４６７グラムの 水性ＨＦとの反応で４６．４％のれる。さらに、シリコンテトラフルオリトガス 流は、そのガス流を１つあるいは複数の、好適には一連の冷却装置内に導入され て、液化あるいは結晶化し、最終的シリコン金属の電気的適用を破壊あるいは阻 害する可能性のある不純物をシリコンテトラフルオリトガス流から除去して、さ らに純化される。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＣＺ、　ＤＥ、　ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ 、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ 、ＰＴ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ。

ＳＫ、　ＵＡ、　ＵＳ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．シリコンテトラフルオリドの製造のためのシリカ／アルミナマトリックス物 質のフッ化水素酸温浸処理であって、 （ａ）無機シリカ／アルミナマトリックス物質をフッ化水素酸と反応させ、シリ コンテトラフルオリドガスを発生させるステップと、（ｂ）前記シリコンテトラ フルオリドガスを１つあるいは複数の冷却装置（ｃｏｌｄ　ｔｒａｐ）での不純 物の凝結除去によって純化させるステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）の純化シリ コンテトラフルオリドガスを水性フッ化ナトリウムと反応させ、フッ化ケイ素酸 塩の溶液／スラリーを産出させるステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）の前記溶液／スラリーをフィルタープレスに搬送して、該 溶液／スラリーからフッ化ケイ素酸塩ナトリウム粉末を分離させるステップと、 （ｅ）前記フッ化ケイ素酸塩ナトリウム粉末を乾燥させて熱炉に送り、約セ氏６ ００度から６５０度で加熱してシリコンテトラフルオリドガスとフッ化ナトリウ ム粉末を製造するステップと、 （ｆ）ステップ（ｅ）の前記シリコンテトラフルオリドガス及び／又は前記フッ 化ナトリウム粉末を収集するステップと、を有していることを特徴とする処理工 程。
2. ２．フッ化アルミニウムの製造のためのシリカ／アルミナマトリックス物質のフ ッ化水素酸温浸処理工程であって、 （ａ）無機シリカ／アルミナマトリックス物質をフッ化水素酸と反応させ、フッ 化アルミニウム、未温浸酸化物、及び他の付随的可溶性並びに不溶性フッ化物質 を含有する溶液／スラリーを産出させるステップと、（ｂ）ステップ（ａ）のフ ッ化アルミニウム、未温浸酸化物、及び他の付随的可溶性並びに不溶性フッ化物 質を含有する溶液／スラリーを水洗し、全水溶性物質を完全溶解させるステップ と、 （ｃ）ステップ（ｂ）の全非溶解物質をフィルタープレスで分離し、フッ化アル ミニウムと他の水溶性フッ化物を含有する残留溶液を気化器にて乾燥させるステ ップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）の乾燥溶液からフッ化アルミニウム三水化物（ａｌｕｍｉ ｎｕｍ　ｆｌｕｏｒｉｄｅ　ｔｒｉｈｙｄｒａｔｅ）粉末及び／又は重金属フッ 化物粉末を回収するステップと、 を有していることを特徴とする処理工程。
3. ３．（ｅ）前記ステップ（ｃ）の蒸発工程中に水性フッ化水素酸を回収するため に凝結器にて凝結させるステップをさらに有していることを特徴とする請求項２ 記載の処理工程。
4. ４．前記ステップ（ｃ）のフィルタープレスにより分離された非溶解物質をシリ カ／アルミナマトリックス物質反応のフッ化水素酸温浸処理のためにリサイクル させることを特徴とする請求項２記載の処理工程。
5. ５．前記ステップ（ｃ）のフィルタープレスにより分離された非溶解物質を気化 器にて乾燥し、貯蔵あるいは分離のために収集することを特徴とする請求項２記 載の処理工程。
6. ６．前記収集された物質はフッ化カルシウム、フッ化ニッケル、無機炭素、二酸 化チタニウム、フッ化マグネシウム、フッ化鉛、あるいは希土類フッ化物を含有 していることを特徴とする請求項５記載の処理工程。
7. ７．（ｆ）前記ステップ（ｄ）のフッ化アルミニウム三水化物粉末及び／又は重 金属フッ化物粉末を溶液／スラリーを産出するためにエチルアルコールで漉出す る（ｌｅａｃｈｉｎｇ）ステップと、 （ｇ）ステップ（ｆ）の前記溶液／スラリーをフィルタープレスに搬送し、不溶 性物質を分離させるステップと、 （ｈ）ステップ（ｇ）の濾過物から得られた溶液を気化器にて乾燥させ、エチル アルコール可溶性塩を収集のために産出させ、及び／又はステップ（ｇ）の濾過 物からの不溶性物質を気化器にて乾燥させ、その水溶性塩をフッ化アルミニウム 三水化物から分離して収集するステップと、をさらに有していることを特徴とす る請求項２記載の処理工程。
8. ８．前記ステップ（ｈ）で分離されて収集された水溶性塩はフッ化ナトリウム、 フッ化カリウムあるいはフッ化鉄を有していることを特徴とする請求項７記載の 処理工程。
9. ９．前記ステップ（ｈ）で収集されたエチルアルコール可溶性塩はフッ化バナジ ウムあるいはモリブデンオキシフルオリドを有していることを特徴とする請求項 ７記載の処理工程。
10. １０．前記シリカ／アルミナマトリックス物質はシリカ／アルミナゼオライトあ るいは飛翔灰（ｆｌｙ　ａｓｈ）もしくはスラグあるいは堆積灰（ｂｏｔｔｏｍ ａｓｈ）を有していることを特徴とする請求項１記載の処理工程。
11. １１．前記シリカ／アルミナマトリックス物質はシリカ／アルミナゼオライトあ るいは飛翔灰もしくはスラグあるいは堆積灰を有していることを特徴とする請求 項２記載の処理工程。
12. １２．無機シリカ／アルミナマトリックス物質のフッ化水素酸との反応をセ氏１ ００度以内で進行させることを特徴とする請求項１記載の処理工程。
13. １３．無機シリカ／アルミナマトリックス物質のフッ化水素酸との反応を反応容 器に冷却ジャケットを使用してセ氏８０度以下で進行させることを特徴とする請 求項１２記載の処理工程。