[發(fā)明專利]一種氟化鋁副產(chǎn)物氟硅渣的回收利用方法

有效

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• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103880034A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李程文;王子龍;廖志輝;劉東曉;段立山
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南有色氟化學(xué)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C01B39/14
• 分類號: C01B39/14;C01D3/02;B09B3/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀;舒欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氟化鋁副產(chǎn)物氟硅渣的回收利用方法。

背景技術(shù)

氫氟酸與磷肥工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量氟硅酸副產(chǎn)品，其附加值很低，若不進(jìn)行處理還會造成環(huán)境污染。近期隨著二氧化硅與氟化鈉的洗滌技術(shù)的逐步突破，氟硅酸制備氟化鋁以及冰晶石的技術(shù)得以成功運(yùn)用。以云南云天化氟化學(xué)有限公司為代表的氟硅酸制備氟化鋁生產(chǎn)線現(xiàn)已成功運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。相較于傳統(tǒng)以氫氟酸為原料，其生產(chǎn)成本大大降低，因此氟硅酸制備氟化鋁工藝正逐步取代氫氟酸生產(chǎn)工藝。然而，采用氟硅酸生產(chǎn)氟化鋁過程中，會產(chǎn)生大量氟硅渣，其主要成分為二氧化硅，同時(shí)還有氟化鋁等雜質(zhì)。以年產(chǎn)10萬噸氟化鋁生產(chǎn)線計(jì)，每年可產(chǎn)生氟硅渣2萬噸。同時(shí)，隨著氟硅酸制備氟化鋁技術(shù)的逐步成熟與推廣應(yīng)用，在3～5年內(nèi)，國內(nèi)氟硅渣年產(chǎn)量將至少達(dá)到20萬噸。如此龐大的氟硅渣量如果不能得到有效的利用，不僅會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)也會造成氟硅資源的浪費(fèi)。

有學(xué)者提出以鹽酸對氟硅渣進(jìn)行酸性浸出，然后回收高濃度的二氧化硅，再將二氧化硅進(jìn)行合成或改性制備水玻璃、白炭黑的產(chǎn)品。但該工藝中僅考慮如何回收利用二氧化硅，而對其中氟、鋁資源未進(jìn)行回收，同時(shí)酸性浸出后產(chǎn)生的酸性廢水也會增加后續(xù)處理難度，整個(gè)工藝路線較長，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

4A沸石是一種多孔性鋁硅酸鹽，具有很強(qiáng)的鈣交換能力，同時(shí)不會污染環(huán)境，是一種理想的無磷洗滌助劑。近年來，隨著洗滌行業(yè)對“禁磷”措施的實(shí)施，洗滌助劑三聚磷酸鈉正逐步被4A沸石所取代，預(yù)計(jì)國內(nèi)市場需求將達(dá)到40萬噸/年。傳統(tǒng)工藝中，4A沸石生產(chǎn)主要采用水熱合成法，以燒堿與鋁酸鈉進(jìn)行合成反應(yīng)，但該工藝其生產(chǎn)成本較高，利潤十分微薄。不少學(xué)者紛紛提出以高嶺土、膨潤土、鋁土礦等天然鋁硅酸鹽礦物作為原料進(jìn)行合成4A沸石，其原料價(jià)格便宜而且來源廣泛，但這些原料中往往存在大量雜質(zhì)，若不進(jìn)行除雜，其生成的沸石產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)標(biāo)，而4A沸石其產(chǎn)品價(jià)格也較低，增加除雜工藝，無疑會導(dǎo)致工藝路線延長，生產(chǎn)管理成本增加，使得該技術(shù)一直難以工業(yè)化應(yīng)用。

近期，有企業(yè)嘗試采用氟硅渣作為原料生產(chǎn)4A沸石，先用氟化銨浸出氟硅渣脫除鋁，再用氨水氨解氟硅酸銨脫除氟，最后將二氧化硅制備成硅酸鈉再與鋁酸鈉進(jìn)行反應(yīng)，生成4A沸石。該工藝中將氟、鋁進(jìn)行分離，使生成的沸石產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但其工藝路線較長，同時(shí)也沒有有效的回收其中氟、鋁資源，對剩余堿液也沒有回收，整個(gè)工藝其成本相當(dāng)高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種生產(chǎn)成本低，可循環(huán)利用，且產(chǎn)品質(zhì)量好的氟化鋁副產(chǎn)物氟硅渣的回收利用方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種氟化鋁副產(chǎn)物氟硅渣的回收利用方法，包括以下步驟：

（1）漿化：向氟化鋁副產(chǎn)物氟硅渣中加水，水與氟硅渣中Si的摩爾比為10～15:1，攪拌均勻，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～35%的NaOH溶液，NaOH與氟硅渣中Si的摩爾比為2.3～2.6:1.0，控制攪拌速度250～350r/min，溫度90～95℃，漿化反應(yīng)0.8～1.2h，得漿化液；

（2）鋁酸鈉溶液制備：向煮沸的NaOH溶液中加入Al(OH)₃粉末，NaOH與Al(OH)₃的摩爾比為1.85～2.35:1.00，攪拌溶解至溶液無渾濁、沉淀，制得NaAlO₂溶液；

（3）合成：向步驟（1）所得的漿化液中添加步驟（2）所得的NaAlO₂溶液，NaAlO₂與氟硅渣中Si的摩爾比為0.60～0.75:1.00，加料完成后，控制攪拌速度250～300r/min，溫度90～95℃，合成反應(yīng)5～8h，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌、烘干后，即得4A沸石產(chǎn)品；

（4）循環(huán)：回收過濾后的母液，并按NaOH與氟硅渣中Si的摩爾比為1.7～2.0:1.0的比例向母液中加入NaOH固體，保證體系水與堿的平衡，待NaOH加熱溶解后進(jìn)行過濾，濾餅經(jīng)烘干后，即為氟化鈉產(chǎn)品，濾液按1.0:1.8～2.2的體積比分別回用至鋁酸鈉溶液制備和漿化過程中。

進(jìn)一步，步驟（1）中，NaOH與氟硅渣中Si的摩爾比為2.4～2.5:1.0。

進(jìn)一步，步驟（3）中，NaAlO₂與氟硅渣中Si的摩爾比為0.65～0.70:1.00。

進(jìn)一步，步驟（3）中，合成反應(yīng)時(shí)間為6～7h。