[發明專利]一種利用氟硅酸廢液生產冰晶石的方法

在審

• 申請號: 201711311636.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107857286A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉澤君
• 申請（專利權）人: 達州勵志環保科技有限公司
• 主分類號: C01F7/54
• 分類號: C01F7/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及冰晶石制備技術領域，特別涉及一種利用氟硅酸廢液生產冰晶石的方法。

背景技術

氟硅酸通常是濕法磷酸以及普鈣、重鈣等生產的副產品。二水法濕法磷酸，每生產 一噸濕法磷酸(100%P2O5)大約副產0.06噸氟硅酸(100%H2SiF6),每生產一噸普鈣(100% P2O5)大約副產0.06噸氟硅酸(100%H2SiF6)。我國是磷肥生產和消費大國,全國磷肥行業副 產的氟硅酸數量驚人。由于磷肥生產過程中產生的氟硅酸主要是通過導入水池變為氟硅酸 廢液，氟硅酸廢液具有強酸性，將其直接排放極易對環境造成破壞，同時也造成了氟硅酸資 源的浪費。而另一方面氟硅酸卻是生成冰晶石的重要原料之一。

目前使用氟硅酸生產冰晶石的主要方法是氟化銨中間產物和氟硅酸鈉中間產物 法，前者系氟硅酸與氨水氨化后再與鋁酸鈉反應而生成。后者是將磷肥生產中的含氟廢氣 經回收氟硅酸鈉后，再經氨化合成等工序而制得。上述兩種方法均需要通過氨化，而氨化過 程使得冰晶石的制備過程繁瑣、轉化率較低嚴重增加了生產成本。

發明內容

本發明意在提供一種利用氟硅酸廢液生產冰晶石的方法，以提高氟硅酸廢液的利 用率和冰晶石的質量及產出率。

本方案中的一種利用氟硅酸廢液生產冰晶石的方法，包括以下步驟：

步驟一、氟化鈉溶液的制備：

1）將去雜質后的氟硅酸廢液倒入鋼襯塑反應釜中，再向鋼襯塑反應釜中添加過量5%~ 10%的純堿形成料液，攪拌料液并加熱至70℃，直至料液pH值為8~9；化學反應式為：H2SiF6+ 3Na2CO3→6NaF+SiO2+3CO2+H2O；

2）過濾：過濾加熱后的料液，濾出二氧化硅硅膠，濾液即為氟化鈉溶液；

步驟二、氟化鋁溶液的制備：

1）將去雜質后的氟硅酸廢液倒入鋼襯塑反應釜中，再按反應比例向鋼襯塑反應釜中添 加三氧化二鋁形成料液，攪拌料液并加熱至80℃，直至料液中無粒子；化學反應式為： H2SiF6+Al2O3→2AlF3+SiO2+H2O；

2）過濾：過濾加熱后的料液，濾出二氧化硅硅膠，濾液即為氟化鋁溶液；

步驟三：冰晶石的合成：

1）向合成釜中放入氟化鈉溶液，再向合成釜中加入過量9%~11%的氟化鋁溶液形成混合 液，加熱混合液至95℃~100℃，直至合成釜內不再有晶粒生成；化學反應式為：3NaF+AlF3→ Na3AlF6；

2）過濾混合液，濾出冰晶石并加熱水洗滌，然后甩干、干燥，得到冰晶石成品。

本發明的有益效果：本方案采用氟硅酸廢液分別與純堿和三氧化二鋁反應制得氟 化鈉和氟化鋁，再利用氟化鈉和氟化鋁間的反應生成冰晶石；整個反應過程時間短，并使氟 硅酸廢液得到充分反應，從而使冰晶石的質量與轉化率都得到很大提高；同時在反應過程 中生成了可利用的二氧化硅硅膠。在氟化鈉溶液制備過程中，在反應釜中添加過量5%~10% 的純堿使得氟硅酸得到充分反應，并將料液的溫度提高到70攝氏度，進一步促進了純堿與 氟硅酸廢液間的反應，同時大大降低了反應時間，提高了工作效率；pH值為8~9說明氟硅酸 得到較為充分的反應。在氟化鋁溶液的制備過程中，由于氟硅酸廢液的濃度一般只有11%~ 12%，選用三氧化二鋁能與氟硅酸廢液進行充分反應，有利于提高氟硅酸的利用率，同時將 料液的反應溫度控制在80℃，顯著提高了反應速度并提高了氟硅酸的消耗量。在冰晶石的 制備過程中，由于氟硅酸廢液的濃度一般只有11%~12%，從而使制得的氟化鈉溶液與氟化鋁 溶液的濃度分別處于18%~22%和11%~13%左右，由于兩者濃度較低，而氟化鋁相對氟化鈉惰 性更強，向氟化鈉溶液和氟化鋁溶液組成的混合液中加入過量9%~11%的氟化鋁溶液使兩者 間的反應物達到均衡，有利于兩者充分反應，提高冰晶石的轉化率，降低了濾液的污染性； 而在95℃~100℃的溫度下進行反應，顯著提高了兩者間的反應速度并提高了冰晶石的轉化 率。

進一步，冰晶石制備過程中氟硅酸廢液的濃度為12%、純堿純度為96%以上、三氧化 二鋁的純度為95%以上。由于冰晶石的制備過程中，各反應間環環相扣，其中任意一環出現 問題都會導致冰晶石的質量與轉化率低。保持氟硅酸的濃度在12%保證了其余純堿和三氧 化二鋁間的反應，同時由避免了向氟硅酸廢液中添加氟硅酸造成成本提高；而純堿與三氧 化二鋁的純度保持在高位有利于其與氟硅酸廢液間的反應，同時確保反應過后的氟化鈉溶 液與氟化鋁溶液具有較高的純度，從而為冰晶石的生成節約反應時間，提高冰晶石的質量 與轉化率。