[發(fā)明專利]一種鉀鹽循環(huán)處理氟硅酸制備氟化氫銨的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810441726.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108439365B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃忠;何俊;胡挺;余雙強(qiáng);饒濟(jì);高開(kāi)元;查炎華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北祥云（集團(tuán)）化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/05
• 分類號(hào): C01B32/05;C01B33/18
• 代理公司: 武漢惠創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42243
• 代理人: 童思明

本發(fā)明公開(kāi)了一種鉀鹽循環(huán)處理氟硅酸制備氟化氫銨的方法，屬于磷化工技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：將氟硅酸鉀與氨水進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后固液分離得到氟化鉀?氟化銨溶液和二氧化硅濾餅，二氧化硅濾餅用于制備白炭黑；將氟化鉀?氟化銨溶液與氟硅酸反應(yīng)，反應(yīng)完成后固液分離得到氟化氫銨?氟化銨溶液和氟硅酸鉀，氟硅酸鉀返回步驟(1)作為原料；向氟化氫銨?氟化銨溶液中通入氟化氫使氟化銨完全轉(zhuǎn)化為氟化氫銨得到氟化氫銨溶液，經(jīng)濃縮、干燥后得到氟化氫銨。本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在于能夠同時(shí)得到高價(jià)值的氟化氫銨和白炭黑，做到了對(duì)氟硅資源的綜合高效利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磷化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉀鹽循環(huán)處理氟硅酸制備氟化氫銨的方法。

背景技術(shù)

在濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)副產(chǎn)大量的稀氟硅酸，該物質(zhì)具有一定的毒性和腐蝕性，直接排放會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。若能得到有效利用，不但可以減少污染，還能將所含氟元素轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的氟產(chǎn)品，使企業(yè)的氟硅酸利用提高到一個(gè)新的水平，并增加產(chǎn)值和利潤(rùn)。目標(biāo)氟產(chǎn)品的選擇決定了氟硅酸利用的工藝技術(shù)路線。氟化氫銨是其中較好的目標(biāo)產(chǎn)品之一。

氟化氫銨是一種重要的化工原料，主要用作玻璃蝕刻劑、化學(xué)試劑、鍋爐清洗劑、發(fā)酵工業(yè)消毒劑和鋼板及鋁型材表面處理劑等。氟化氫銨在玻璃加工中用量很大，普通透明玻璃可以很容易地用一種氟化氫銨配制的藥劑使之毛玻璃化。變換藥劑的配方和濃度又可使電視機(jī)顯像管產(chǎn)生低的鏡面反射率。在紡織品處理中，氟化氫銨可用以除去堿洗后殘留在織物上的堿性物。氟化氫銨在冶金工業(yè)中應(yīng)用廣泛，它在較高溫度時(shí)可與許多金屬氧化物或碳酸鹽形成復(fù)鹽。復(fù)鹽加溫又可分解生成純的金屬氟化物，并釋放出NH₃及HF，從而在稀有金屬冶煉方面形成一種獨(dú)特的工藝路線。在采油中，利用氟化氫銨能溶解硅石和硅酸鹽的特性，將含2%氟化氫銨的15%鹽酸溶液用于酸化油井的硅質(zhì)巖層可以恢復(fù)瀕臨廢棄油井的采油能力。高純的電子級(jí)氟化氫銨可用于半導(dǎo)體工業(yè)。近幾年隨著磨砂玻璃容器、裝飾燈具、鋁型材等行業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)氟化氫銨的需求量逐漸增加。

稀氟硅酸利用的另外產(chǎn)品——二氧化硅可以以白炭黑的形式作為產(chǎn)品。白炭黑具有粒徑小、比表面積大、高分散性、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫和絕緣性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、油墨、造紙、農(nóng)醫(yī)藥以及日用化工等諸多領(lǐng)域，是一種重要的化工產(chǎn)品。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，諸多精細(xì)化工領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)對(duì)白炭黑的需求越來(lái)越大。

由于氟化氫銨和白炭黑廣泛的用途和巨大的市場(chǎng)量，所以利用稀氟硅酸制備氟化氫銨和白炭黑既能滿足濕法磷酸和磷肥企業(yè)對(duì)副產(chǎn)物稀氟硅酸處理的要求，符合國(guó)家對(duì)稀氟硅酸利用的鼓勵(lì)政策，又能為這類企業(yè)創(chuàng)造新的產(chǎn)值。

目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道利用氟硅酸直接制備氟化氫銨的工藝路線主要有兩種。第一種工藝路線大致如下：在稀氟硅酸中通入氨氣或者氨水反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾得到二氧化硅和氟化銨溶液；在氟化銨溶液里直接通入無(wú)水氫氟酸，控制一定的pH值，過(guò)濾反應(yīng)后的料漿，濾餅經(jīng)低溫真空干燥，即得氟化氫銨產(chǎn)品。如貴州省化工研究院的“一種氟硅化合物制備高品質(zhì)氟化氫銨的方法”（CN 102976356 A）等。第二種工藝路線是將第一種工藝路線制備的氟化銨溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到氟化氫銨固體。如張梅等“氟硅酸法制氟化氫銨聯(lián)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白炭黑工藝研究”（無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2010，42(1)55-56），劉海霞等“氟硅酸生產(chǎn)氟化氫銨聯(lián)產(chǎn)白炭黑新工藝”（無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2008，40(10)41-42），多氟多化工股份有限公司的“一種生產(chǎn)氟化氫銨聯(lián)產(chǎn)白炭黑的方法”（申請(qǐng)?zhí)?00610017486.5）。分析上述兩種工藝路線的缺點(diǎn)在于：（1）第一種工藝路線需要用到大量昂貴的氟化氫，氟化氫的用量占氟化氫銨總質(zhì)量的35%；（2）第二種工藝路線采用分解技術(shù)，需要130-180℃的分解溫度，能耗很高，設(shè)備要求和投資高，且氟化氫銨的一次性收率低。這些技術(shù)缺陷極大地制約了上述工藝路線在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

因此，十分必要研究和發(fā)明一種利用稀氟硅酸制備氟化氫銨和白炭黑的新工藝以克服上述兩種工藝的缺點(diǎn)，以便在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容