[發(fā)明專利]稀土含氟廢酸資源化制備氟化氫銨的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010919061.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN111977671B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 包頭市議源化工有限公司
• 主分類號(hào): C01C1/16
• 分類號(hào): C01C1/16;C01B33/12
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 宋秀蘭

本發(fā)明涉及氟化氫銨的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及稀土含氟廢酸資源化制備氟化氫銨的方法。所述方法包括如下步驟：(1)將稀土含氟廢酸與液氨混合，制備得到含有白炭黑和氟化銨的混合料；(2)將含有白炭黑和氟化銨的混合料進(jìn)行固液分離，得到粗白炭黑和氟化銨溶液；(3)將粗白炭黑進(jìn)行清洗、離心、過(guò)濾，得到的濾餅進(jìn)行干燥得到白炭黑；(4)將氟化銨溶液進(jìn)行沉淀，取上清液進(jìn)行減壓蒸餾，得到NH₃和NH₄HF₂溶液，收集NH₃用于制備步驟(1)中的液氨；(5)將NH₄HF₂溶液進(jìn)行中和、結(jié)晶、離心，干燥離心后得到的固體，得到氟化氫銨。本發(fā)明具有資源化程度高、收率和純度高、不易結(jié)塊的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氟化氫銨的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及稀土含氟廢酸資源化制備氟化氫銨的方法。

背景技術(shù)

稀土(Rare earth)是化學(xué)周期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱。稀土是不可再生的重要戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于軍事、冶金工業(yè)、石油化工、玻璃陶瓷、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。隨著稀土產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，稀土生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重影響了稀土行業(yè)的健康發(fā)展，環(huán)境污染一直沒(méi)有得到有效的解決，環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)逐漸上升至稀土行業(yè)發(fā)展的核心。

稀土精礦的冶煉目前主要采用三代酸法高溫焙燒生產(chǎn)工藝，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一、工藝已十分成熟，稀土冶煉實(shí)現(xiàn)了大規(guī)?；a(chǎn)，為資源優(yōu)勢(shì)向產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了客觀的條件；第二、放射性物質(zhì)固化于渣中，避免了進(jìn)入產(chǎn)品及廢水中，簡(jiǎn)化了處理放射性物質(zhì)的技術(shù)難度及經(jīng)濟(jì)上的可行性；第三、工藝流程短，擴(kuò)展性強(qiáng)，既可生產(chǎn)初級(jí)產(chǎn)品又可生產(chǎn)深加工產(chǎn)品。

但是，三代酸法高溫焙燒工藝最大的弊端是環(huán)境污染問(wèn)題，其中最突出和最難解決的是焙燒尾氣產(chǎn)生的大量酸性廢水的污染。由于其排出量大、成份復(fù)雜、雜質(zhì)量高、腐蝕嚴(yán)重、達(dá)標(biāo)處理難度大、成本高，尤其在實(shí)現(xiàn)大工業(yè)生產(chǎn)后，對(duì)環(huán)境造成的影響是相當(dāng)大的，不僅破壞環(huán)境，同時(shí)還將制約企業(yè)的發(fā)展。因此，為了稀土行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展，解決三代酸法焙燒尾氣及酸性廢水的治理問(wèn)題刻不容緩。

氟化氫銨是一種具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，遇潮、水分解為有毒的氟化物、氮氧化物和氨氣，其溶于水為弱酸，可以溶解玻璃；微溶于醇，極易溶于冷水，其水溶液呈強(qiáng)酸性，在較高溫度下能升華，能腐蝕玻璃，對(duì)皮膚有腐蝕性。氟化氫銨可用作化學(xué)試劑、玻璃蝕刻劑(參與氫氟酸并用)、發(fā)酵工業(yè)消毒劑和防腐劑、由氧化鈹制金屬鈹?shù)娜軇┮约肮桎摪宓谋砻嫣幚韯?，還用于制造陶瓷、鎂合金，鍋爐給水系統(tǒng)和蒸氣發(fā)生系統(tǒng)的清洗脫垢以及油田砂石的酸處理，也用作：烷基化、異構(gòu)化催化劑組分。一般用于煉鈹、制電焊條、鑄鋼、木材防腐劑等，是化工業(yè)中不可或缺的一種化學(xué)試劑。

氟化氫銨是一種化工材料，一般是由無(wú)水氫氟酸與液氨中和而得，雖然工藝路線較短，但要用大量?jī)r(jià)格昂貴的氫氟酸，成本無(wú)法降低。氟硅酸和含氟(廢)液價(jià)格相對(duì)低廉。根據(jù)原料的不同，氟化氫銨生產(chǎn)有以下三種生產(chǎn)技術(shù)：①氟化氫－液氨法，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，氟化氫銨還分為液相法和氣相法；②氟硅酸－液氨法，只有液相法；③含氟廢液－液氨法，只有液相法。

不管采用哪種原料，液相法合成工藝的設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，工藝條件溫和，生產(chǎn)操作易于控制。但液相法生產(chǎn)的產(chǎn)品存在含水量較高、易結(jié)塊、不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存等問(wèn)題，需要進(jìn)行后續(xù)干燥操作。氣相法制備氟化氫銨由于工藝過(guò)程不接觸水，而且經(jīng)過(guò)熔融，產(chǎn)品含水量很低、純度高、穩(wěn)定性好，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存。但氣相法對(duì)工藝和設(shè)備的要求很高，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的密封性、換熱、熔融溫度控制、尾氣處理等都有嚴(yán)格要求，而且投資大，生產(chǎn)成本高。

采用三代酸法高溫焙燒生產(chǎn)工藝冶煉稀土精礦過(guò)程中，產(chǎn)生的酸性廢水主要成分是氫氟酸與氟硅酸的混酸，目前現(xiàn)有技術(shù)中均沒(méi)有公開采用稀土精礦冶煉過(guò)程中的酸性廢水作為制備氟化氫銨的原料，而且現(xiàn)有技術(shù)中采用含氟廢液制備氟化氫銨的收率和純度較低，制備得到的氟化氫銨易結(jié)塊，不利于長(zhǎng)期儲(chǔ)存。