CN106006560A - 一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法 - Google Patents

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周荣超
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    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
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Abstract

本发明公开了一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法。将含氟尾气通入氨水溶液槽，当pH为2.5~3.5时将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水；将沉淀池中的上清液减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体，加入到浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入前面所述的氨水溶液槽，循环回收利用。本发明简便、经济、有效，基本上可以消除尾气中氟对环境的污染，并且得到附加值罗高的副产品氟化氢。

Description

一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法
技术领域
本发明属于化工领域中氟化氢的制备技术，具体涉及一种利用饲料级磷酸氢钙生产过程中产生的含氟尾气来制备氟化氢的方法。
背景技术
饲料级磷酸氢钙是国内外公认的最好的饲料矿物添加剂之一，应用很广泛，有巨大的经济价值。随着科技的发展，饲料级磷酸氢钙的生产工艺在不断的改进。目前，被广泛应用的生产工艺主要为化学加工法，其中硫酸法最为普遍。硫酸法是以磷矿石为原料，利用硫酸进行萃取、过滤，经脱硫、脱氟等一系列步骤最后得到最终产品饲料级磷酸氢钙【段利中,黄国虎. 饲料级磷酸氢钙生产工艺的研究进展[J]. 饲料工业, 2013(5):12~15】。在生产过程中，脱氟步骤产生有害含氟气体，排放到空气中对环境造成比较大的伤害。回收饲料级碳酸氢钙的生产过程中含氟尾气有利于保护环境。目前，磷肥生产企业产生的含氟尾气主要以氟硅酸钠、氟硅酸铵等形式回收。氟硅酸盐用途窄、售价低、经济效益差, 常常滞销,严重影响了生产厂家回收利用含氟尾气的积极性。将含氟尾气加工成氟化氢，附加值将大大提高，是人们关心的热点问题，同时也是技术难题。 氟化氢广泛用于原子能、化工、石油等行业，是制取元素氟、各种氟致冷剂、无机氟化物和有机氟化物的基本原料，可用于制造石墨和有机化合物的催化剂、玻璃刻蚀剂等，在无机或有机工业领域中需求广泛【曹骐,张志业,王辛龙等.磷化工副产氟硅酸的利用及无水氟化氢的生产研究进展[J].无机盐工业,2010,42(5):1~4】。因此，探寻一种回收饲料级碳酸氢钙的生产过程中含氟尾气，将其制备为高附加值的氟化氢的方法非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收饲料级碳酸氢钙的生产过程中含氟尾气，将其制备为高附加值的氟化氢的方法。
本发明的目的是这样实现的，包括以下三个步骤：
A. 将含氟尾气通入氨水溶液槽，当pH为2.5~3.5时，将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水；
B. 将沉淀池中的上清液减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体；
C. 将氟硅酸铵固体加入到浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入步骤A所述的氨水溶液槽。
步骤A中氨水溶液槽的温度保持在10℃~50℃。
步骤A中氨水溶液槽中，氨水的质量百分比为10%~20%。
步骤B中减压蒸发浓缩的真空度为40kPa~80kPa。
步骤B中减压蒸发浓缩的温度为 40℃~60℃。
步骤C中浓硫酸的质量百分比为90%~99%。
步骤C中冷凝塔的温度为 -15℃~15℃。
本发明优点：
本发明使用氨水作为含氟尾气吸收槽，价格低廉。饲料级碳酸氢钙的生产过程产生的含氟尾气主要为氟化氢及氟化硅。当pH为2.5~3.5时，氨水吸收氟化氢及氟化硅，转化为氟硅酸铵及二氧化硅等。溶于水的氟硅酸铵通过沉淀池与不溶于水的其他固体分离，经减压蒸发浓缩后得到氟硅酸铵固体，接着与浓硫酸发生酸解反应，生成气体氟化氢及氟化硅。氟化氢的沸点远高于氟化硅，利用冷凝塔收取氟化氢，剩余的气体氟化硅又进入氨水尾气吸收槽。本发明经济、有效、步骤短、环境友好。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所作的任何变换，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
饲料级碳酸氢钙的生产过程产生的含氟尾气通入盛有10%的氨水的氨水溶液槽中，氨水溶液槽的温度保持在10℃~50℃，当pH为2.5时，将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水，并在氨水溶液槽中加入10%的氨水。将沉淀池中的上清液在真空度为40kPa、温度为40℃的条件下减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体。将氟硅酸铵固体加入到质量百分比为90%的浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，冷凝塔温度为-15℃，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入步骤A所述的氨水溶液槽。
实施例2：
饲料级碳酸氢钙的生产过程产生的含氟尾气通入盛有20%的氨水的氨水溶液槽中，氨水溶液槽的温度保持在10℃~50℃，当pH为3.5时，将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水，并在氨水溶液槽中加入20%的氨水。将沉淀池中的上清液在真空度为80kPa、温度为60℃的条件下减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体。将氟硅酸铵固体加入到质量百分比为99%的浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，冷凝塔温度为15℃，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入步骤A所述的氨水溶液槽。

Claims (7)

1.一种饲料级磷酸氢钙生产过程中制备氟化氢的方法，其特征在于包括以下三个步骤：
将含氟尾气通入氨水溶液槽，当pH为2.5~3.5时，将吸收液排入沉淀池，并在氨水溶液槽中加入氨水；
B. 将沉淀池中的上清液减压蒸发浓缩，得到氟硅酸铵固体；
C. 将氟硅酸铵固体加入到浓硫酸中，将产生的气体通过冷凝塔，其中冷凝下来的液体为氟化氢，剩余的尾气通入步骤A所述的氨水溶液槽。
2.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤A中氨水溶液槽的温度保持在10℃~50℃。
3.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤A中氨水溶液槽中，氨水的质量百分比为10%~20%。
4.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤B中减压蒸发浓缩的真空度为40kPa~80kPa。
5.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤B中减压蒸发浓缩的温度为 40℃~60℃。
6.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤C中浓硫酸的质量百分比为90%~99%。
7.根据权利要求1所述的制备氟化氢的方法，其特征是：所述的步骤C中冷凝塔的温度为 -15℃~15℃。
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