[發明專利]一種對磷化工副產物氟硅酸綜合利用的方法

有效

• 申請號: 200710066504.3
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101214960A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 梁雪松;吳立群;梅毅;楊亞斌;王汝春;朱嚴瑾
• 申請（專利權）人: 云南省化工研究院
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C01C1/16
• 代理公司: 云南協立專利事務所
• 代理人: 謝嘉;旃習涵

技術領域

本發明涉及磷化工的技術領域，更具體地說，本發明涉及利用磷化工副產物高濃度氟硅酸制備白炭黑與氟化銨的方法。

背景技術

作為磷化工生產過程中的副產有害物氟硅酸，直接排放會對環境產生嚴重危害，因此如何利用磷化工生產的副產氟資源，提高氟資源的綜合利用，減少副產氟的排放，保護環境，創造更多具備高附加值的產品等是發展氟化工極為重要的戰略方針。但是，現有技術中，大多數磷肥生產廠商，氟硅酸主要用于生產氟硅酸鈉，而氟硅酸鈉用途較為單一，氟硅酸鈉銷量很受局限。大量的氟硅酸有待尋找新的用途。

白炭黑是無機材料中應用范圍最廣，當前世界上大規模工業化生產中產量最高的一種粉體材料。白炭黑具有如此廣泛的用途主要是由于白炭黑的空間結構，而表征白炭黑空間結構最重要的二個指標就是：比表面積和DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)吸收值。由于制造方法不同，白炭黑的物化性質、微觀結構均會有一定差異，故其應用領域和應用效果也不同。

因此，采用氟硅酸氨化法制取白炭黑，實現了變廢為寶，具有良好的經濟、社會、環保效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種對磷化工副產物氟硅酸綜合利用的方法。該方法有效克服了現有技術的不足，工藝簡單、生產周期短，對白炭黑的比表面積和DBP吸收值能實現可控操作，且氨化收率高。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現。

*除非另有說明，本發明中所采用的百分數均為質量百分數。

本發明提供了一種對磷化工副產物氟硅酸綜合利用的方法，該方法包括如下步驟：

(1)在-5～30℃，將濃度為18％～35％的氟硅酸溶液加入帶強攪拌快撤熱的容器中，攪拌轉速為500rpm～10000rpm，在轉速為1000～5000rpm時效果尤佳，在劇烈攪拌的同時滴加氨水，氨水濃度為13％-37％，或者通入氨氣；進行氨化反應的同時撤走反應熱；

(2)反應完成后，過濾得到硅膠，硅膠經洗滌干燥后得到表面積為160～350m²/g的白炭黑成品；

(3)濾液為濃度大于20％的氟化銨溶液，氨化收率可以達到98％。

本發明在白炭黑收率60％～80％時，可調整溫度為30℃～50℃，調整攪拌轉速為200～1000rpm，同時滴加濃度為13％～37％的氨水或者通入氨氣，反應1～60min后，過濾得到硅膠，洗滌干燥后白炭黑的比表面積為130～280m²/g，DBP吸收值為2.4～3.5。

本發明可以通過改變硅膠洗滌方式，來調整白炭黑比表面積和DBP吸收值之間的關系：稀鹽酸溶液(0.00001％～2％)，稀氨水溶液(0.00001％～2％)，乙醇溶液(10％～100％)，洗滌方式不同會使白炭黑比表面積和DBP吸收值的不同。反應式如下：

(1)H₂SiF₆+2NH₃＝(NH₄)₂SiF₆

(2)(NH₄)₂SiF₆+4NH₃+(n+2)H₂O＝6NH₄F+SiO₂·nH₂O

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果

1.采用500～10000rpm的高轉速攪拌，增大攪拌漿與物料之間的剪切力，不僅有利于生成顆粒小且均勻的二氧化硅顆粒，還使得傳質更加均勻，可以抑制二氧化硅顆粒的團聚和硬團聚現象的產生。易于生成比表面較高的白炭黑。

2.采用撤熱快的反應器，有利于快速撤走反應生成的熱量，抑制局部過熱，降低二氧化硅粒子團聚的可能。

3.用高濃度的氟硅酸(18％～35％)高濃度的氨水(13％～37％)進行反應，最終生成的氟化銨溶液濃度高，反應效率高，設備利用率高，設備投資低。

具體實施方式

通過下面給出的本發明的具體實施例以及比較實施例可以進一步清楚地了解本發明。但它們不是對本發明保護范圍的限定。

實施例1

在溫度0℃，將濃度為18％的氟硅酸100g溶液加入反應器中，開啟攪拌，在轉速為3000rpm，同時滴加濃度為13％的氨水150g，在氨化反應的同時撤走反應熱，反應完畢后過濾得到硅膠濾餅，濾餅經洗滌干燥后得到白炭黑。白炭黑主要經濟指標為比表面積為350m²/g；DBP吸收值為2.10。