CN102211782B - 一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法。本发明采取如下技术方案：将硅氟化钠与氢氧化钠溶液反应，经过滤，滤饼烘干后即得氟化钠；滤液和含氟酸性母液反应，生成二氧化硅和氯化钠溶液，再经过滤，生成的二氧化硅加入到含氢氟酸的氟硅酸溶液中，二氧化硅与氢氟酸反应，制备氟硅酸；氟硅酸与氯化钠溶液反应制取氟硅酸钠。氟硅酸钠可用于生产冰晶石，生成的盐酸溶液循环用于粘土盐卤法制冰晶石。本发明的方法所用原料是氟化物生产过程中副产的含氟固体和液体，生产工艺较简单，原料利用率高；生产的无机氟化盐杂质含量低，符合国家标准；此方法变废为宝，符合资源综合利用、节能环保的生产理念。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法。
背景技术
气候变暖、环境污染和资源枯竭是当今世界面临的突出难题。随着氟化工行业的发展以及氟资源的逐渐枯竭，要实现可持续发展，就必须解决资源来源、环境治理的各种问题，只有遵循循环经济的3R原则“资源化、减量化、再利用”，氟化工才能得到长远发展。
随着电解铝行业的迅猛发展，对氟化盐的需求急剧增加，充分利用低品位含氟资源、减少氟化工生产过程中的氟损耗以及开发高性能氟化物和有效回收利用下游氟资源是今后氟化工行业发展的必然趋势。
我国萤石基础储量仅为世界的1/4，探明可采储量仅为1/10，而产量却高达1/2，资源储量和开采量不成比例。我国开采的萤石资源约45%用于氟化工，而萤石作为一种不可再生的资源和发展原子能工业的重要战略资源，因蕴藏量有限，世界各国都非常重视对萤石资源的保护。因此寻求新的氟源已是当务之急。
开发利用磷矿氟资源生产无机氟化物是当前氟化物研究的热点。随着低碳经济和循环经济的发展，开发利用磷肥副产氟资源氟硅酸/氟硅酸钠制取无机氟化物是国内外研究的重点，如已成熟的氟硅酸/氟硅酸钠法制冰晶石联产白炭黑、氟硅酸/氟硅酸钠热解制多晶硅等，磷肥氟资源的开发应用改变了以往萤石生产冰晶石的传统工艺，开辟了新的氟资源，解决了长期困扰并制约磷肥发展的“三废”污染问题，节约宝贵的萤石资源，提高氟资源循环利用。但生产过程中由于分离或热解不完全，会造成副产的氟化钠中含有大量的二氧化硅（即硅氟化钠），如氟硅酸/氟硅酸钠热解制多晶硅生产中由于热解时受反应条件限制，热解残渣主要成分为氟化钠及二氧化硅；再如氟硅酸/氟硅酸钠法制冰晶石联产白炭黑生产中由于氟化钠的溶解度较小，致使氨解的二氧化硅料浆中混有氟化钠固体，分离不充分而副产大量的硅氟化钠。此硅氟化钠（含SiO2 ：8～15%）广泛应用于下游产品还是氟化工行业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
（1）将硅氟化钠与氢氧化钠溶液反应，经过滤，滤饼烘干后即得氟化钠；（2）滤液和含氟酸性母液反应，生成二氧化硅和氯化钠溶液，再经过滤，二氧化硅加入到含氢氟酸的氟硅酸溶液中，两者反应，制备氟硅酸；（3）氟硅酸与氯化钠溶液反应，制得氟硅酸钠和盐酸溶液。氟硅酸钠可用于生产冰晶石，生成的盐酸溶液循环用于粘土盐卤法制冰晶石。
步骤（3）所述的氯化钠溶液，其中部分来自步骤（2）反应生成的氯化钠溶液。
含氟酸性母液主要来自粘土盐卤法制取冰晶石副产的母液,含氟酸性母液中，按质量分数含氟0.05%～0.15%，含盐酸5%～15%，其余为水和不可避免的杂质。
本发明的主要化学反应式为：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O
Na2SiO3+2HCL=SiO2+2NaCl+ H2O
SiO2+6HF=H2SiF6 ++2H2O
2NaCl + H2SiF6=Na2SiF6+2HCL
本发明将磷肥副产氟资源制冰晶石生产过程中副产的硅氟化钠处理成氟化钠，所用原料是氟化物生产过程中副产的含氟固体和液体，生产工艺较简单，原料利用率高，使得生产出来的无机氟化盐成本相对降低，同其它无机氟化盐产品生产方法相比，具有成本优势；生产的无机氟化盐杂质含量低，符合国家标准；同时副产的氟硅酸钠循环使用于制备高附加值无机氟化盐，增加经济效益；该发明可有效解决制约氟化工发展的瓶颈，有利于国家氟化工产业的健康发展；此工艺变废为宝符合资源综合利用、节能环保的生产理念。
综上所述，本发明能够创造较好的经济效益，同时带来巨大的环保效益和社会效益。
附图说明
图1 无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1 本实施例无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法为：
（1）将1吨含8%SiO2 的硅氟化钠与0.3 m3浓度为30%的氢氧化钠溶液反应，生成氟化钠和硅酸钠溶液，经过滤洗涤，滤饼烘干后即得氟化钠；（2）将生成的硅酸钠溶液与5 m3的含氟酸性母液反应，其中含氟酸性母液中盐酸的浓度5%，生成二氧化硅和氯化钠溶液，经过滤进行液固分离；（3）再将上步生成的二氧化硅与反应量的含氢氟酸的氟硅酸溶液反应，制得氟硅酸；（4）氟硅酸溶液与反应量的氯化钠溶液反应，其中部分氯化钠溶液来自步骤（2）产生的氯化钠溶液，制得氟硅酸钠和盐酸溶液。氟硅酸钠可用于生产冰晶石，制得的盐酸溶液可用于生产冰晶石。
实施例2本实施例无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法为：
（1）将1吨含12%SiO2 的硅氟化钠与0.4 m3浓度为30%的氢氧化钠溶液反应，生成氟化钠和硅酸钠溶液，经过滤洗涤，滤饼烘干后即得氟化钠；（2）将生成的硅酸钠溶液与6 m3的含氟酸性母液反应，其中含氟酸性母液中盐酸的浓度10%，生成二氧化硅和氯化钠溶液，经过滤进行液固分离；（3）再将上步生成的二氧化硅与反应量的含氢氟酸的氟硅酸溶液反应，制得氟硅酸；（4）氟硅酸溶液与反应量的氯化钠溶液反应，其中部分氯化钠溶液来自步骤（2）产生的氯化钠溶液，制得氟硅酸钠和盐酸溶液。氟硅酸钠可用于生产冰晶石，制得的盐酸溶液可用于生产冰晶石。
实施例3本实施例无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法为：
（1）将1吨含15%SiO2 的硅氟化钠与0.5 m3浓度为30%的氢氧化钠溶液反应，生成氟化钠和硅酸钠溶液，经过滤洗涤，滤饼烘干后即得氟化钠；（2）将生成的硅酸钠溶液与8 m3含氟酸性母液反应，其中含氟酸性母液中盐酸的浓度15%，生成二氧化硅和氯化钠溶液，经过滤进行液固分离；（3）再将上步生成的二氧化硅与反应量的含氢氟酸的氟硅酸溶液反应，制得氟硅酸；（4）氟硅酸溶液与反应量的氯化钠溶液反应，其中部分氯化钠溶液来自步骤（2）产生的氯化钠溶液，制得氟硅酸钠和盐酸溶液。氟硅酸钠可用于生产冰晶石，制得的盐酸溶液可用于生产冰晶石。
本发明处理后的氟化钠产品质量与国标氟化钠对比如下：
表1 本发明处理后的氟化钠产品质量检测结果
本发明处理的氟硅酸与氟硅酸标准对比如下：
表2 本发明处理的氟硅酸质量检测
Claims (8)
1.一种无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于：所述硅氟化钠为磷肥副产氟资源制冰晶石生产过程中副产氟化钠含有大量的二氧化硅，该处理方法具体步骤如下：（1）将1吨硅氟化钠与0.25～0.5m3氢氧化钠溶液反应，经过滤，滤饼烘干后即得氟化钠；（2）滤液和3～8m3含氟酸性母液反应，生成二氧化硅和氯化钠溶液，再经过滤，生成的二氧化硅加入到含氢氟酸的氟硅酸溶液中，两者反应制备氟硅酸；（3）氟硅酸与氯化钠溶液反应，制得氟硅酸钠和盐酸溶液。
2.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，所述的硅氟化钠中SiO2的质量分数为8～15%。
3.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为30%。
4.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，所述的含氟酸性母液来自粘土盐卤法制取冰晶石副产的母液。
5.根据权利要求4所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，所述的含氟酸性母液中盐酸的质量分数为5～15%。
6.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，步骤（3）所述的氯化钠溶液，其中部分来自步骤（2）反应生成的氯化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，步骤（3）制得的氟硅酸钠用于生产冰晶石。
8.根据权利要求1所述的无机氟化物生产过程副产硅氟化钠的处理方法，其特征在于，步骤（3）制得的盐酸溶液用于生产冰晶石。
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