CN106186024A - 一种工业副产氟硅酸的利用方法 - Google Patents

一种工业副产氟硅酸的利用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106186024A
CN106186024A CN201610541976.9A CN201610541976A CN106186024A CN 106186024 A CN106186024 A CN 106186024A CN 201610541976 A CN201610541976 A CN 201610541976A CN 106186024 A CN106186024 A CN 106186024A
Authority
CN
China
Prior art keywords
product
acid
sio
industrial
hexafluosilicic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610541976.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106186024B (zh
Inventor
裴文俊
王�华
蔡秉洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUNMING DAOERSEN TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
KUNMING DAOERSEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUNMING DAOERSEN TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical KUNMING DAOERSEN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610541976.9A priority Critical patent/CN106186024B/zh
Publication of CN106186024A publication Critical patent/CN106186024A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106186024B publication Critical patent/CN106186024B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/20—Halides
    • C01F11/22—Fluorides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开一种工业副产氟硅酸的利用方法，以磷肥工业、氟化学工业副产的氟硅酸为原料制备氟化钙并联产白炭黑或硅溶胶的方法。本发明使用碳酸钙与氟硅酸反应，获得氟化钙沉淀和硅酸溶液，通过过滤、洗涤、干燥获得CaF2%≥97%、SiO2%≤1.4%的氟化钙产品，滤液采用膜过滤的方法浓缩后获得高浓度的硅溶胶产品，或者通过喷雾造粒干燥获得纳米级白炭黑产品。本发明氟化钙产品质量优良，工艺流程更简单，降低了能耗、提升了经济性，同时对环境无不良影响，能联产多种SiO2产品，满足不同市场的需求；而且获得的白炭黑产品细度达到纳米级，能满足用户更高的使用要求。

Description

一种工业副产氟硅酸的利用方法
技术领域
本发明涉及无机化学工业副产氟硅酸的利用，具体涉及一种以磷肥工业、氟化学工业副产的氟硅酸为原料制备氟化钙并联产白炭黑或硅溶胶的方法。
背景技术
在磷肥工业和氟化氢工业生产过程中均会副产大量的氟硅化合物，这些副产物主要以SiF4、HF气体的形式逸出，为了保证环境不受污染，通常用水来吸收这些气体氟硅化和物，使之成为氟硅酸溶液。2012年我国磷肥工业折100％含量P2O5的产量是19.559Mt，按每生产1吨P2O5可产生100％含量的氟硅酸0.05吨计算，全年磷肥行业可副产100％的氟硅酸978kt。2012年我国氟化氢产量约为1.2Mt，按酸级萤石粉中SiO2的质量分数平均为1.2％测算，2012年氟化氢生产副产100％氟硅酸约为120kt。但氟硅酸价值低，用途少，市场容量有限。以氟硅酸为原料可制备人造萤石，白炭黑和硅溶胶，这几种产品市场需求量大，完全能消耗工业副产的氟硅化合物资源。
萤石，主要成分是CaF2，工业上主要用来和硫酸反应制造氟化氢，以及炼钢、铝的助熔剂，我国2013年萤石产量4300kt。在自然界中，尽管萤石的氟含量高，蕴藏量有限，将面临枯竭，我国已实施萤石开采总量控制措施。
白炭黑主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。白炭黑作为一种环保、性能优异的助剂，主要用于橡胶制品(包括高温硫化硅橡胶)、纺织、造纸、农药、食品添加剂领域。制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高，但以硅酸钠为原料的产品质量较差：SiO2含量在90％左右，颗粒比教粗，平均粒径大于10um。
硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒。硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为SiO2·nH2O。可用作各种耐火材料粘结剂；用于涂料工业作为性能改善剂；用于造纸工业作为玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂等；可用作纺织工业上浆剂等。
利用氟硅酸的技术关键在于氟和硅的分离，国内外研究较多的是氟硅酸与氨反应，先得到SiO2沉淀和氟化铵溶液，固液分离后，SiO2沉淀可制得白炭黑产品，氟化铵滤液加熟石灰反应，生成氟化钙沉淀，再一次固液分离后获得氟化钙产品和稀氨水滤液，氨水滤液经蒸馏获得氨气返回系统循环使用，其化学反应式为：
6NH3+H2SiF6+2H2O→6NH4F+SiO2
3Ca(OH)2+6NH4F+3H2O→CaF2+6NH3+9H2O
根据此反应原理，专利申请CN101214960(公开日为2008年7月9日)中，以磷化工副产物氟硅酸为原料获得了比表面积为160～350m2的白炭黑。专利申请CN102502753(公开日为2012年6月20日)中，以磷化工副产物氟硅酸为原料获得了可用于生产氢氟酸的氟化钙。
但这些路线存在下列问题：首先，氢氧化钙原料是通过石灰窑煅烧碳酸钙获得的，碳酸钙的分解率一般为94～96％，即生石灰中含～88％的CaO，～9％的CaCO3，在和氟化铵反应时需要加热到超过90℃的温度，超过2h的反应时间才能反应完全，其次，氨的回收利用采用蒸馏的方法，与氨碱法制纯碱的工艺相同，通常氨碱法蒸氨过程中单位产品消耗热焓2.7MJ/kg的蒸汽为1641kg；同时因为泄露、废液排放的原因，单位产品氨耗为3kg，对环境会有影响，因此，该技术路线存在能耗高，经济效益差，对环境有影响的问题。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供一种工业副产氟硅酸的利用方法，是一种采用氟硅酸和碳酸钙直接反应制备氟化钙并联产白炭黑或硅溶胶的技术方案，对工业副产氟硅酸开发利用，能有效利用磷肥工业、氟化学工业副产氟硅资源。
本发明通过下列技术方案实现：一种工业副产氟硅酸的利用方法，包括以下步骤：
(1)在助剂A存在的条件下，按氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)和碳酸钙(纯物质)的摩尔比为1:2.95～1:3.05，将氟硅酸溶液和碳酸钙的水悬浮液混合后在4～60℃下反应5～30min，获得白色浆状的悬浮液；
(2)将步骤(1)所得悬浮液进行过滤，获得滤饼和滤液1；
(3)取滤饼等体积的洗涤水，用洗涤水洗涤步骤(2)所得滤饼，洗涤后的滤饼干燥至含水率小于0.5wt％，即得到氟化钙产品，洗涤出液与步骤(2)所得滤液1合并，获得滤液2；
(4)将滤液2进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为酸性硅溶胶产品；
或者，将助剂B加入步骤(3)所得滤液2中直至溶液pH值为8～9.5，然后进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品；
(5)将步骤(3)所得滤液2，或者步骤(4)所得SiO2浓缩液进行喷雾造粒干燥，再经过旋风分离进行气固分离获得白炭黑粉末产品。
步骤(1)所述的助剂A为纤维素、碳素、硅藻土中的一种或几种，加入量为氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)的0.01～1wt％，优选0.05％。
优选地，助剂A还包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、季戊四醇中的一种或几种，加入量为氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)的1～5wt％，优选2％。
步骤(1)所述的助剂A是预先加入氟硅酸溶液中或者碳酸钙的水悬浮液中，或者将氟硅酸溶液和碳酸钙的水悬浮液混合后再加入；优选预先加入碳酸钙的水悬浮液。
步骤(1)的反应产物氟化钙为细泥级颗粒，加入助剂A作为助滤剂能有助于过滤，因此助剂选用纤维素、碳素、硅藻土，能起到同样作用的物质不局限于此。
步骤(1)中氟硅酸和碳酸钙原料按比例投料后，反应体系的pH≈4，为酸性环境，反应产物SiO2·nH2O最初是以线型低聚硅酸的形式存在，含有羟基的物质，可以作为阻隔剂阻止硅酸交联聚合成体型结构形成凝胶，因此助剂A选用易溶于水中的醇，能起到同样作用的物质不局限于此。
优选地，步骤(1)所述氟硅酸和碳酸钙的摩尔比为1:3。
优选地，步骤(1)所述氟硅酸溶液和碳酸钙的水悬浮液混合后在室温下反应10min。
步骤(1)所述的氟硅酸溶液浓度为8～45wt％。萤石制氟化氢企业副产的氟硅酸浓度较高，而磷肥副产的氟硅酸溶液浓度较低，一般在8～20wt％，若再提高浓度需要较多的能耗，虽然使用高浓度的氟硅酸溶液有利于本发明降低下一步的过滤，浓缩处理的成本，但综合考虑能耗，本发明氟硅酸溶液浓度优选：18wt％。
步骤(1)所述的碳酸钙的水悬浮液中碳酸钙的固含量占40～60wt％，其余为水，其中选用含量大于98％、细度：90％≤200目的碳酸钙作为原料；悬浮液中固含量低将有利于反应平稳进行，固含量高则有利于降低后续处理成本，本发明优选：50％。
步骤(3)所述的洗涤水是醋酸、硫酸、盐酸或硝酸溶液，其pH值为3～4。
步骤(4)所述的浓缩处理是在室温、压力10～40Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为100～10000Da，膜的截留分子量优选450Da，压力优选30Bar。
步骤(4)所述的助剂B为NH3·H2O、二乙醇胺中的一种或两种。助剂B的作用在于调节溶液的pH值以及作为碱性硅溶胶的稳定剂，本发明选用NH3·H2O和/或二乙醇胺，但能起到同样作用的物质不局限于此。
步骤(4)所述的清液用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸，不需要外排；清液pH值为4～9.5，含有微量的SiO2。
步骤(3)所述的滤液2中的SiO2含量为5～25wt％。当进行喷雾造粒干燥制备白炭黑时，滤液2中的SiO2含量低，有利于获得粒径更小的颗粒，但由于含水量高，能耗会比较高，经济性不好，以滤液2中SiO2占5％为例，当液滴雾化为100nm的颗粒后，干燥获得的白炭黑颗粒的粒径在5nm，但此时获得每吨白炭黑产品需要蒸发的水为19吨。而滤液2中SiO2占25％时，白炭黑颗粒的粒径可能增至25nm，但获得每吨白炭黑产品需要蒸发的水仅为3吨。滤液2中的SiO2含量可通过浓缩等方式调整。
步骤(5)所述的喷雾造粒干燥为压力雾化或者离心雾化。滤液2或SiO2浓缩液是以均匀液体的形态存在并被送入喷雾造粒干燥设备的，液体被雾化成细小颗粒后，颗粒中的水分挥发，SiO2形成纳米级白炭黑产品。
步骤(5)所述的喷雾造粒干燥的条件为进气口温度250～800℃，出气口温度高于105℃；优选：进气口温度550℃；出气口温度110℃。
除非特别说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。
氟化钙产品按YB/T5217-2005《萤石》标准进行分析。
硅溶胶产品按HG/T2521-2008《工业硅溶胶》标准进行分析。
白炭黑产品按HG/T3061-2009《沉淀水合二氧化硅标准》进行分析。
本发明涉及的化学反应式为：
H2SiF6+3CaCO3→3CaF2↓+SiO2·nH2O(aq)+3CO2↑
本发明所得氟化钙产品中CaF2含量≥97％、SiO2含量≤1.4％；所得酸性硅溶胶产品中SiO2含量≥20％；所得碱性硅溶胶产品中SiO2含量≥30％；所得白炭黑产品SiO2含量≥90％、平均粒径≤1um。
与现有的氟硅酸氨化后制白炭黑和氟化钙的技术比较，本发明具有的优点是：(1)氟化钙产品质量优良。首先，由于采用碳酸钙为原料，不但价格便宜，而且容易获得主含量大于99％的原料；其次，氟硅酸与碳酸钙的反应在常温、常压下即可进行，反应产物有CO2气体产生并溢出体系，使得化学反应能进行完全，因此，获得的氟化钙产品中CaF2含量≥97％、SiO2含量≤1.4％，满足制氢氟酸要求。(2)由于氟硅元素的分离不再需要使用氨作为中介物质，因此工艺流程更简单，降低了能耗、提升了经济性，同时对环境无不良影响。(3)能联产多种SiO2产品，满足不同市场的需求；而且获得的白炭黑产品细度达到纳米级，能满足用户更高的使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
(1)将助剂A预先加入碳酸钙的水悬浮液中，其中助剂A为乙醇和季戊四醇(占氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)的1wt％)以及碳素(占氟硅酸的0.01wt％)，按氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)和碳酸钙(纯物质)的摩尔比为1:3，将浓度为45wt％氟硅酸溶液和固含量占40wt％的碳酸钙的水悬浮液混合后在室温下反应10min，获得白色浆状的悬浮液；
(2)将步骤(1)所得悬浮液用布氏漏斗进行过滤，获得滤饼和滤液1；
(3)取滤饼等体积的pH值为3醋酸溶液，用醋酸溶液洗涤步骤(2)所得滤饼，洗涤后的滤饼干燥至含水率小于0.5wt％，即得到氟化钙产品，洗涤出液与步骤(2)所得滤液1合并，获得滤液2；得到CaF2白色粉末的结果：CaF2％＝95.38％、SiO2％＝1.23％。
(4)将滤液2在室温、压力30Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为450Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为酸性硅溶胶产品；
或者，将NH3·H2O加入步骤(3)所得滤液2中直至溶液pH值为9，然后进行在室温、压力30Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为450Da浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品；
所得清液用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸；
(5)将步骤(3)所得滤液2(SiO2含量为5～25wt％)在进气口温度550℃，出气口温度110℃下进行喷雾造粒干燥，再经过旋风分离进行气固分离获得白炭黑粉末产品。所得白炭黑白色粉末产品分析结果：SiO2％＝92.54％，平均粒径D[3,2]＝0.125um。
实施例2
(1)助剂A预先加入氟硅酸溶液中，按氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)和碳酸钙(纯物质)的摩尔比为1:2.95，将浓度为8wt％氟硅酸溶液和固含量占60wt％碳酸钙的水悬浮液混合后在4℃下反应30min，获得白色浆状的悬浮液；
其中助剂A为硅藻土(占氟硅酸的0.05wt％)以及甲醇和乙二醇(占氟硅酸的2wt％)。
(2)将步骤(1)所得悬浮液进行过滤，获得滤饼和滤液1；
(3)取滤饼等体积的pH值为4硫酸溶液，用硫酸溶液洗涤步骤(2)所得滤饼，洗涤后的滤饼干燥至含水率小于0.5wt％，即得到氟化钙产品，洗涤出液与步骤(2)所得滤液1合并，获得滤液2；得到CaF2白色粉末产品分析结果：
CaF2％＝95.10％、SiO2％＝1.72％。
(4)将滤液2在室温、压力10Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为100Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为酸性硅溶胶产品；。
或者，将二乙醇胺加入步骤(3)所得滤液2中直至溶液pH值为8，然后在室温、压力10Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为100Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品；
所得清液用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸；
(5)将步骤(4)所得SiO2浓缩液在进气口温度800℃，出气口温度230℃下进行喷雾造粒干燥(压力雾化)，再经过旋风分离进行气固分离获得白炭黑粉末产品。所得白炭黑白色粉末产品分析结果：SiO2％＝94.26％，平均粒径D[3,2]＝0.090um。
实施例3
(1)在助剂A存在的条件下(将氟硅酸溶液和碳酸钙的水悬浮液混合后再加入)，按氟硅酸(以100％纯H2SiF6计)和碳酸钙(纯物质)的摩尔比为1:3.05，将浓度为32wt％氟硅酸溶液和固含量占50wt％碳酸钙的水悬浮液混合后在60℃下反应5min，获得白色浆状的悬浮液；
其中，助剂A为纤维素(占氟硅酸的1wt％)以及丙三醇(占氟硅酸的5wt％)。
(2)将步骤(1)所得悬浮液进行过滤，获得滤饼和滤液1；
(3)取滤饼等体积的pH值为3盐酸溶液，用盐酸溶液洗涤步骤(2)所得滤饼，洗涤后的滤饼干燥至含水率小于0.5wt％，即得到氟化钙产品，洗涤出液与步骤(2)所得滤液1合并，获得滤液2；CaF2白色粉末产品分析结果：CaF2％＝97.59％、SiO2％＝1.10％。
(4)将滤液2在室温、压力40Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为10000Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为酸性硅溶胶产品；经检测：SiO2％＝25.71％，pH＝4.05；
所得清液(经检测：pH＝4.10,SiO2％＝0.025％)用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸；
(5)将步骤(3)所得滤液2(SiO2含量为5～25wt％)在进气口温度250℃，出气口温度115℃下进行喷雾造粒干燥(离心雾化)，再经过旋风分离进行气固分离获得白炭黑粉末产品。所得白炭黑白色粉末产品分析结果：SiO2％＝97.28％，平均粒径D[3,2]＝0.505um。
实施例4
(1)同实施例3；
(2)同实施例3；
(3)同实施例3；所得CaF2白色粉末产品分析结果：CaF2％＝97.11％、SiO2％＝1.36％。
(4)将NH3·H2O和二乙醇胺加入步骤(3)所得滤液2中直至溶液pH值为8.5，然后在室温、压力40Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为10000Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品，含SiO2％＝30.53％，pH＝9.10；
所得清液(经检测：pH＝9.10，SiO2％＝0.017％)用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸；
(5)将步骤(4)所得SiO2浓缩液进行喷雾造粒干燥，再经过旋风分离进行气固分离获得白炭黑粉末产品。所得白炭黑白色粉末产分析结果：SiO2％＝95.25％，平均粒径D[3,2]＝0.650um。
实施例5
(1)同实施例4；
(2)同实施例4；
(3)同实施例4；
(4)将二乙醇胺加入步骤(3)所得滤液2中直至溶液pH值为8，然后在室温、压力30Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为250Da进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品，含SiO2％＝30.88％，pH＝8.94；
所得清液用于配制碳酸钙悬浮液的用水、滤饼洗涤水，或者用于吸收含氟气体制备氟硅酸；
(5)同实施例4，所得白炭黑白色粉末产品分析结果：SiO2％＝94.05％，平均粒径D[3,2]＝0.685um。
实施例6
同实施例4，仅步骤(4)中膜的截留分子量为100Da。
所得碱性硅溶胶产品含SiO2％＝26.40％，pH＝9.04，所得白炭黑白色粉末产品分析结果：SiO2％＝95.09％，平均粒径D[3,2]＝0.628um。

Claims (10)

1.一种工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在助剂A存在的条件下，按氟硅酸和碳酸钙的摩尔比为1:2.95～1:3.05，将氟硅酸溶液和碳酸钙的水悬浮液混合后在4～60℃下反应5～30min，获得白色浆状的悬浮液；
（2）将步骤（1）所得悬浮液进行过滤，获得滤饼和滤液1；
（3）取滤饼等体积的洗涤水，用洗涤水洗涤步骤（2）所得滤饼，洗涤后的滤饼干燥至含水率小于0.5wt%，即得到氟化钙产品，洗涤出液与步骤（2）所得滤液1合并，获得滤液2；
（4）将滤液2进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为酸性硅溶胶产品；
或者，将助剂B加入步骤（3）所得滤液2中直至溶液pH值为8～9.5，然后进行浓缩处理，获得富集SiO2的浓缩液和脱除SiO2的清液，浓缩液即为碱性硅溶胶产品；
（5）将步骤（3）所得滤液2，或者步骤（4）所得SiO2浓缩液进行喷雾造粒干燥，再进行气固分离获得白炭黑粉末产品。
2.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（1）所述的助剂A为纤维素、碳素、硅藻土中的一种或几种，加入量为氟硅酸的0.01～1wt%。
3.根据权利要求2所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：助剂A还包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、季戊四醇中的一种或几种，加入量为氟硅酸的1～5wt%。
4.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（1）所述的氟硅酸溶液浓度为8～45wt%。
5.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳酸钙的水悬浮液中碳酸钙的固含量占40～60wt%，其余为水。
6.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（3）所述的洗涤水是醋酸、硫酸、盐酸或硝酸溶液，其pH值为3～4。
7.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（4）所述的浓缩处理是在室温、压力10～40Bar的条件下进行膜过滤，膜的截留分子量为100～10000Da。
8.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（4）所述的助剂B为NH3·H2O、二乙醇胺中的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（3）所述的滤液2中的SiO2含量为5～25wt%。
10.根据权利要求1所述的工业副产氟硅酸的利用方法，其特征在于：步骤（5）所述的喷雾造粒干燥的条件为进气口温度250～800℃，出气口温度高于105℃。
CN201610541976.9A 2016-07-11 2016-07-11 一种工业副产氟硅酸的利用方法 Active CN106186024B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610541976.9A CN106186024B (zh) 2016-07-11 2016-07-11 一种工业副产氟硅酸的利用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610541976.9A CN106186024B (zh) 2016-07-11 2016-07-11 一种工业副产氟硅酸的利用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106186024A true CN106186024A (zh) 2016-12-07
CN106186024B CN106186024B (zh) 2017-10-31

Family

ID=57476252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610541976.9A Active CN106186024B (zh) 2016-07-11 2016-07-11 一种工业副产氟硅酸的利用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106186024B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110902883A (zh) * 2019-12-05 2020-03-24 中广核环境科技(深圳)有限责任公司 一种含氟废水资源化处置利用方法
CN111533152A (zh) * 2020-06-22 2020-08-14 井冈山大学 一种氟硅酸与碳酸钙快速反应制备高纯萤石的方法
CN112047349A (zh) * 2020-08-18 2020-12-08 黄冈师范学院 一种氟硅酸一步热解制备气相SiO2并回收HF的方法
CN114180590A (zh) * 2022-01-29 2022-03-15 昆明道尔森科技有限公司 一种硅酸盐水溶液的制备方法
CN115259198A (zh) * 2022-07-25 2022-11-01 江西石磊氟化学有限公司 一种高碳酸钙萤石粉的干法处理工艺和设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551332A (en) * 1969-06-16 1970-12-29 Int Minerals & Chem Corp Purification of fluorine-containing industrial waste waters
US3907978A (en) * 1973-02-17 1975-09-23 Bayer Ag Production of synthetic fluorspar
US4148867A (en) * 1975-07-24 1979-04-10 Bayer Aktiengesellschaft Production of synthetic fluorspar
CN1644497A (zh) * 2004-12-16 2005-07-27 章浩龙 一种碱性硅溶胶的制备方法
CN103055828A (zh) * 2013-02-05 2013-04-24 武汉理工大学 用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂、制备方法及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551332A (en) * 1969-06-16 1970-12-29 Int Minerals & Chem Corp Purification of fluorine-containing industrial waste waters
US3907978A (en) * 1973-02-17 1975-09-23 Bayer Ag Production of synthetic fluorspar
US4148867A (en) * 1975-07-24 1979-04-10 Bayer Aktiengesellschaft Production of synthetic fluorspar
CN1644497A (zh) * 2004-12-16 2005-07-27 章浩龙 一种碱性硅溶胶的制备方法
CN103055828A (zh) * 2013-02-05 2013-04-24 武汉理工大学 用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨占平等: "采用纤维素对高黏度物料助过滤过程的研究", 《化学工程》 *
薛彦辉等: "氟硅酸钙法制氟化氢联产偏硅酸钠新工艺研究", 《无机盐工业》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110902883A (zh) * 2019-12-05 2020-03-24 中广核环境科技(深圳)有限责任公司 一种含氟废水资源化处置利用方法
CN111533152A (zh) * 2020-06-22 2020-08-14 井冈山大学 一种氟硅酸与碳酸钙快速反应制备高纯萤石的方法
CN112047349A (zh) * 2020-08-18 2020-12-08 黄冈师范学院 一种氟硅酸一步热解制备气相SiO2并回收HF的方法
CN114180590A (zh) * 2022-01-29 2022-03-15 昆明道尔森科技有限公司 一种硅酸盐水溶液的制备方法
CN114180590B (zh) * 2022-01-29 2023-09-26 昆明道尔森科技有限公司 一种硅酸盐水溶液的制备方法
CN115259198A (zh) * 2022-07-25 2022-11-01 江西石磊氟化学有限公司 一种高碳酸钙萤石粉的干法处理工艺和设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN106186024B (zh) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106186024B (zh) 一种工业副产氟硅酸的利用方法
CN102602973B (zh) 利用电石渣合成超细碳酸钙的方法
CN101293663B (zh) 微细碳酸钙制备工艺
CN104326475B (zh) 一种利用氟硅酸制备氟化钾联产白炭黑的方法
CN101218395A (zh) 涂布纤维素颗粒的方法、涂布的纤维素颗粒及其在纸和纸板制造中的用途
CN101898776A (zh) 一种联产超微细白炭黑和碳酸钙的新工艺
CN105502423A (zh) 一种生产高档锆英砂的方法
CN110422830A (zh) 利用浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法
CN101462732B (zh) 一种含氟硅胶制备硅酸钠的方法
CN105347350A (zh) 一种用硅微粉制备白炭黑的方法
CN102249247A (zh) 超细二氧化硅的循环生产工艺
CN108101069A (zh) 一种废气再利用后生产氟硅酸铵联产白炭黑原料工艺
CN109354072B (zh) 一种碱循环法无害化生产氧化铁红颜料工艺
CN104071813A (zh) 一种制备氢氧化镁的方法
CN1903720B (zh) 使用高浓度硫酸一步法制备沉淀二氧化硅的方法
CN104445219A (zh) 白炭黑的制备方法
CN102659143B (zh) 一种石膏为原料生产焦亚硫酸钠或亚硫酸钠的方法
CN105819415B (zh) 一种盐酸制取饲料磷酸氢钙的磷矿全资源利用的生产方法
CN104495875A (zh) 氟化钠的制备方法
CN101838005B (zh) 一种生产超细微轻质碳酸钙和白炭黑联产氯化钠和碳粉的方法
CN101654273A (zh) 利用碳酸氢铵制取氟化铝的生产工艺
CN103539130A (zh) 一种利用钾长石制取白炭黑的工艺方法
CN101676213B (zh) 一种干法制备氟硅酸钡和氟化钡的方法
CN107934993B (zh) 一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法
CN105110353A (zh) 一种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱溶液的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant