CN106587073A - 一种氟硅酸综合回收利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氟硅酸综合回收利用工艺，其特征在于本发明主要采用的材料是过磷酸钙和湿法磷酸生产工艺中氟吸收系统所产生的副产品氟硅酸。工艺流程：物料反应流程：将清水加入氟吸收循环槽内，循环吸收所溢出的含氟气体后，循环液进入低浓度氟硅酸储槽内待冷却沉淀后进入脱氟系统，脱氟过滤后除去硅胶脱氟渣，滤渣作产品填充料使用，滤液大部分用作稀释硫酸用，极少部分通过高位池溢出至循环槽和新补充的清水进行再次吸收循环，降低硫酸消耗第一次注入氟吸收循环槽内的清水循环液经吸收后循环液送至高位的低浓度氟硅酸(1.5‑1.8波美度)储槽作为稀释浓硫酸使用，剩余部分进入氟吸收循环槽内进行吸收。本发明的有益效果是，有效达到了节能减排，高效的综合回收利用目的。

Description

一种氟硅酸综合回收利用工艺
技术领域
本专利涉及的是硫酸分解磷矿石时所产生的含氟气体吸收时所产生的吸收液，氟硅酸的生产技术领域，具体涉及的是过磷酸钙生产工艺和湿法磷酸生产工艺中氟吸收系统所产生的一种氟硅酸综合回收利用工艺。
背景技术
氟硅酸又称氢氟酸。不稳定易分解为四氟化硅和氟化氢，当浓度达到8—10波美度以上其水溶液无色呈强酸性反应，而且有腐蚀性能侵蚀玻璃，通常保存于工业陶瓷或塑料制等容器中，氟硅酸有消毒性能用于制氟硅酸盐和冰晶石，并用于电镀、啤酒消毒、木材防腐等。
氟硅酸由磷矿石磷元素与稀硫酸分析反应所产生的含氟气体经水吸收后产生二氧化硅溶解于氢氟酸中或混和石英粉、氟化钙和浓硫酸后加热而制得，也可从过磷酸钙生产和湿法磷酸生产中硫酸分解磷矿时逸出的含氟气体用水吸收而得。其主要用途为：1、用于测定钡，分离钡和锶，铅、锡的电解精制，制备氟硅酸盐，用于给设备消毒，氟硅酸是制取氟硅酸钠、钾、铵、镁、铜、钡、铅和其他氟硅酸盐及四氟化硅的基本原料，用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业设备消毒(1％～2％H2SiF6)和铅的电解精制等，还用作媒染剂和金属表面处理剂；2、氟硅酸也用于某些电镀的添加剂，氟硅酸或盐类用于镀铬添加，可与硫酸根有相似的作用，并可提高电流效率到20％左右，光亮度提高，光亮电流密度范围加宽，氟硅酸对镀铬层有活化作用，断电时间短，继续复镀，结合力几乎不受影响，所以在滚镀铬中氟硅酸为必要的添加成分，氟硅酸可降低镀铬的电流密度，提高镀层覆盖能力，但增加了镀液的腐蚀性；3.制取氟硅酸盐及四氟化硅的原料，也应用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒等。
鉴于氟硅酸的用途，很多化工行业经过不同的实验和研制，采用不同的工艺程序，从不同的废弃物中进行氟硅酸的回收并进行利用，例如现公布的专利号：2011101751288一种利用亚硫酸钠循环母液生产氟硅酸钠的方法，该专利的特征在于将亚硫酸氢钠溶液中和至pH6.5～7.0，加热搅拌排尽二氧化碳，再计算出需要硫酸的量，然后向中和槽加入纯度为93％的硫酸，加入空气进行搅拌、氧化；当中和槽中的硫酸钠含量达到17％左右时候，经过除杂，送入化盐槽用蒸汽保温；合成时，先向结晶槽注入氟硅酸，再加入硫酸钠盐液，然后用母液虹吸管将含硅胶的母液吸出；加洗涤水搅拌洗料，送去干燥制得氟硅酸钠成品。其作用是：生产氟硅酸钠产生的母液为含硫酸的稀酸，可以在磷肥生产中用于配酸生产过磷酸钙，不仅降低了氟硅酸钠生产中的污染和污水处理成本；同时还降低了工业硫酸生产中尾气处理成本和氟硅酸钠的生产成本。
又如专利号：2011101010613一种氟硅酸钠生产方法，包括以下步骤：增加磷酸净化装置，将磷酸车间生产的磷酸进行净化；将净化后的磷酸打入滤液槽，经变频泵打入反应槽；然后根据磷酸中含氟量，按比例将脱氟剂打入该反应槽，利用反应槽内的搅拌作用，反生反应；反应槽内反应完毕后，经泵打入沉降槽沉降，沉降后的沉淀经离心、干燥后获得氟硅酸纳产品，上层得脱氟后的磷酸，其作用是将湿法磷酸净化后利用脱氟剂将磷酸中含有的2％左右的氟脱出形成难溶性的氟硅酸盐，经沉降、洗涤、分离烘干获得氟硅酸钠产品，达到资源合理利用，增加企业经济效益。
本专利是申请人在在生产过程中，利用的是过磷酸钙生产工艺过程中的副产品氟硅酸采用工艺程序，进行氟硅酸的综合回收，并进行利用，该专利技术在很大程度上节约成本，减少了污染，虽然已有不同的技术已经公布，但是针对过磷酸钙生产和湿法磷酸生产中产生的副产品进行氟硅酸的综合回收利用的技术，并未见相关的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种氟硅酸综合回收利用工艺，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：为了解决过磷酸钙生产和湿法磷酸生产工艺中的副产品的废物利用，减少污染环境问题，增加氟硅酸的综合利用，本发明提供了一种新的方案技术：一种新的氟硅酸综合回收利用改造工艺，其特征在于：本发明主要采用的材料是过磷酸钙和湿法磷酸生产工艺中氟吸收系统所产生的副产品氟硅酸。
工艺流程：物料反应流程：将清水加入氟吸收循环槽内，循环吸收所溢出的含氟气体后，循环液进入低浓度氟硅酸储槽内待冷却沉淀后进入脱氟系统，脱氟过滤后除去硅胶脱氟渣，滤渣作产品填充料使用，滤液大部分用作稀释硫酸用，极少部分通过高位池溢出至循环槽和新补充的清水进行再次吸收循环，该流程进行一次循环，过程中有效降低吸收液温度和浓度的同时，有效去除大部分吸收液中的氟元素，充分提高吸收率，降低尾气排放污染。大量减少含氟废气对大气的污染。
氟反应流程：降低硫酸消耗第一次注入氟吸收循环槽内的清水循环液经吸收后循环液送至高位的低浓度氟硅酸(1.5-1.8波美度)储槽作为稀释浓硫酸使用，剩余部分进入氟吸收循环槽内进行吸收，由于稀释浓硫酸时不断地消耗氟吸收循环液，从而导致循环液随着生产时间的增加而减少。过磷酸钙生产和湿法磷酸生产中的水消耗足以满足降低和冷却氟吸收循环叶中的浓度和温度。
该发明提供的工艺技术巧妙采用这一客观象不断从吸收系统中添加在生产中所消耗的那一部分吸收液来达到：氟硅酸浓度持久不增加保持在1.5-1.8波美度；吸收液温度不太高保持在在45℃左右。
两大优异性能，有效提高吸收效率。值得注意的是：在整个氟吸收循环液工艺中必须通过过滤、沉淀、冷却、脱氟的工艺流程有效除去吸收液氟硅酸中80％的四氟化硅(硅胶)才能有效的满足稀释浓硫酸过程中的混酸器不结壁堵塞现象，才能有效控制吸收液中的温度，及浓度控制参数。有效的控制温度为≤45℃，浓度为≤2个波美度。当在低浓度和低于氟沸点的温度下吸收所产生的吸收率提高50％左右。
本发明的有益效果是，1、确保氟吸收循环液在清水状态下吸收和在低浓度波美度(比原降低15-28波美度度)状态下进行吸收，有效提高吸收效率，确实有效的保证达标或低于排放标准排放；2、有效的将原来用清水(自来水)稀释浓硫酸的水完全节约下来，用低浓度氟硅酸回收综合利用完全替代了原来稀释浓硫酸的自来水，自来水从吸收系统末端不断添加来控制吸收液浓度，每小时可节约稀释硫酸清水(自来水)1.8方，有效降低了生产运行成本每吨约0.2元，达到节能效果的同时达到吸收液浓度的控制；3、经吸收后的含氟硅酸循环液经沉淀、过滤、脱氟冷却后在进行二次循环和稀释硫酸使用，避免了氟硅酸在贮存、运输过程中的成本，也避免于另外加工所产生的环境污染问题；4、使其在纸浓度氟硅酸中所产生的硅胶成分有效分离，在工艺中避免含氟元素在氟吸收系统中形成氟积累的观象，所分离的含氟元素硅胶有效成为综合利用的过磷酸钙填充料，经填充后的过磷酸钙产品中约有万分之一的填充量属于硅胶，完全不影响过磷酸钙的产品质量，该专利有效达到了节能减排，高效的综合回收利用目的。
附图说明
图1：本发明工艺反应流程示意图。
具体实施方式
参照附图说明对本发明作以下具体的详细说明。工艺流程为：物料反应流程：将清水加入氟吸收循环槽内，循环吸收溢出氟气后，循环液进入低浓度氟硅酸储槽内待冷却沉淀后进入脱氟系统，脱氟过滤后除去硅胶脱氟渣，滤渣作产品填充料使用，滤液大部分用作稀释硫酸用，极少部分通过高位池溢出至循环槽和新补充的清水进行再次吸收循环，该流程进行一次循环，过程中有效降低吸收液温度和浓度的同时，有效去除大部分吸收液中的氟元素，充分提高吸收率，降低硫酸消耗，减少含氟废气对大气的污染。
氟反应流程：第一次注入氟吸收循环槽内的清水循环液经吸收后循环液送至高位的低浓度氟硅酸储槽作为稀释浓硫酸使用，剩余部分进入氟吸收循环槽内进行吸收，由于稀释浓硫酸时不断地消耗氟吸收循环液，从而导致循环液随着生产时间的增加而减少。
该发明技术使用前弥勒市海荣磷化工业有限公司生产线上的氟吸收系统中的吸收液温度为65—80℃，循环液的波美度浓度为18—22波美度，由于循环液中四氟化硅循环吸收致使吸收效益低，尾气排放明显的出现很大的烟雾，每吨产品水消耗为0.3吨，硫酸消耗为0.32吨，通过改造采用本专利后尾气排放口几乎看不见烟雾，排放量远远低于国家排放标准，对环境保护起到了极大的提高。每吨产品节约水0.18吨、硫酸0.04吨。在氟吸收系统中由于氟硅酸循环液浓度很低，减少了对设备的腐蚀，减少了环境事故中的风险，本专利是一项难得的环保工艺技术。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.一种氟硅酸综合回收利用工艺，其特征在于主要采用的材料是过磷酸钙和湿法磷酸生产工艺中氟吸收系统所产生的副产品氟硅酸，其工艺流程分为两种，物料反应流程：将清水加入氟吸收循环槽内，循环吸收所溢出的含氟气体后，循环液进入低浓度氟硅酸储槽内待冷却沉淀后进入脱氟系统，脱氟过滤后除去硅胶脱氟渣，滤渣作产品填充料使用；
氟反应流程：降低硫酸消耗第一次注入氟吸收循环槽内的清水循环液经吸收后循环液送至高位的低浓度氟硅酸(1.5-1.8波美度)储槽作为稀释浓硫酸使用，剩余部分进入氟吸收循环槽内进行吸收。
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