CN107459023A - 一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法 - Google Patents

一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法，属于磷化工领域。湿法磷酸生产过程及湿法磷酸汽提脱氟过程会产生大量含氟气体(主要以SiF4为主)，含氟气体经水吸收后产生大量副产活性硅胶。目前，这类硅胶经过压滤洗涤后进行堆放，不仅污染环境，而且造成硅资源浪费。在湿法磷酸汽提脱氟过程中，一般以白炭黑作为脱氟剂使用。由于白炭黑价格昂贵，导致湿法磷酸脱氟成本较高。本发明以磷化工副产硅胶为原料，经过简单处理后制备湿法磷酸汽提脱氟剂，不仅解决了副产硅胶堆放对环境的污染，而且大幅降低了湿法磷酸汽提脱氟的成本，充分利用了硅资源，具有重要的社会、环境及经济意义。

Description

一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法
技术领域
本发明属于磷化工领域，涉及到一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂技术。
背景技术
饲料级湿法磷酸主要用于饲料级磷酸钙盐的生产，由于磷酸中所含的氟离子对动植物及环境的危害极大，国家质量标准(GB/T 22549-2008)中明确规定，饲料级磷酸氢钙中氟含量要求不大于0.18％。由于我国磷矿主要为氟磷灰石，采用二水法生产的湿法磷酸均需要进一步进行脱氟处理。
目前，汽提脱氟法中最常用的脱氟剂为白炭黑，主要为一种多孔性的二氧化硅。当前沉淀法白炭黑主要通过硅酸盐与酸液反应来生产，生产过程中pH值的不稳定、反应速度控制不当等因素造成白炭黑质量不达标。市场上性能稳定的白炭黑价格可达到5000元/吨，高端白炭黑可达到每吨上万元，高额的脱氟剂价格大大增加了饲料磷酸钙盐的成本。而湿法磷酸生产过程及汽提脱氟过程尾气夹杂大量的SiF4，SiF4与水反应后得到硅胶。这类硅胶经过压滤洗涤后进行堆放，不仅污染环境，而且造成硅资源浪费。
本发明以磷化工副产硅胶为原料，经过简单处理后制备湿法磷酸汽提脱氟剂，不仅解决了副产硅胶堆放对环境的污染，而且大幅降低了湿法磷酸汽提脱氟的成本，充分利用了硅资源，具有重要的社会、环境及经济意义。
发明内容
本发明主要解决目前磷化工副产硅胶堆放以及汽提脱氟成本较高的问题。
本发明的技术方案是：将湿法磷酸生产过程及汽提脱氟过程产生的大量含氟气体经水吸收后产生大量活性硅胶经压滤、洗涤后直接作为湿法磷酸汽提脱氟剂使用。即将磷化工副产硅胶加入浓磷酸反应槽中，再加入湿法磷酸，升温至，通入空气，反应后，磷酸中氟含量达到饲料磷酸钙盐生产用酸要求。所述硅胶经压滤、洗涤后，质量分数为：SiO2 20-50％、F≤10％、Na≤1％、K≤1％、P2O5≤1％。所述汽提脱氟的湿法磷酸浓度为40％-60％，硅胶与湿法磷酸中F的用量比值为SiO2：F＝1.0～2.0：1，脱氟温度为90-110℃，脱氟时间1-5h。
汽提脱氟过程为湿法磷酸中加入活性SiO2，通入空气、蒸汽等气体脱氟的过程。所述汽提脱氟的湿法磷酸浓度为40％-60％，硅胶与湿法磷酸中F的比值为SiO2：F＝1.0～2.0：1，脱氟温度为90-110℃，脱氟时间1-5h。
湿法磷酸生产过程及汽提脱氟过程产生的大量含氟气体经水吸收后产生大量活性硅胶，即
3SiF4+(n+1)H2O＝SiO2·nH2O+2H2SiF6 方程式1
所产生硅胶经压滤、洗涤后可直接作为湿法磷酸汽提脱氟剂使用。硅胶主要指标为(质量分数)：SiO2为10-50％、F≤10％、Na≤1％、K≤1％、P2O5≤1％；
脱氟原理为：
SiO2·nH2O+4F-+4H+＝2SiF4↑+(2+n)H2O 方程式2
本发明以磷化工副产硅胶为原料，经过简单处理后制备湿法磷酸汽提脱氟剂，不仅解决了副产硅胶堆放对环境的污染，而且大幅降低了湿法磷酸汽提脱氟的成本，充分利用了硅资源，具有重要的社会、环境及经济意义。
具体实施方式
以下实施例和实验例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将10kg磷化工副产硅胶(指标为SiO2 22.33％、F≤8.4％、Na≤0.5％、K≤0.8％、P2O5≤0.9％)加入浓磷酸反应槽中，再加入152.7kg湿法磷酸(指标为P2O5 40.6％、F0.76％)，升温至90℃，通入空气，反应5h后，磷酸中氟含量为0.13％，达到饲料磷酸钙盐生产用酸要求。
实施例2
将10kg磷化工副产硅胶(指标为SiO2 34.2％、F≤6.4％、Na≤0.3％、K≤0.4％、P2O5≤0.6％)加入浓磷酸反应槽中，加入350.7kg湿法磷酸(指标为P2O5 45.5％、F0.65％)，升温至100℃，通入空气，反应3h后，磷酸中氟含量为0.15％，达到饲料磷酸钙盐生产用酸要求。
实施例3
将10kg磷化工副产硅胶(指标为SiO2 40.5％、F≤6.4％、Na≤0.2％、K≤0.3％、P2O5≤0.5％)加入浓磷酸反应槽中，加入409.1kg湿法磷酸(指标为P2O5 48.6％、F0.55％)，升温至110℃，通入空气，反应2h后，磷酸中氟含量为0.14％，达到饲料磷酸钙盐生产用酸要求。
实施例4
将10kg磷化工副产硅胶(指标为SiO2 49.5％、F≤3.4％、Na≤0.1％、K≤0.2％、P2O5≤0.4％)加入浓磷酸反应槽中，加入538.1kg湿法磷酸(指标为P2O5 55.6％、F0.46％)，升温至110℃，通入空气，反应1h后，磷酸中氟含量为0.13％，达到饲料磷酸钙盐生产用酸要求。

Claims (5)

1.一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法，其特征在于：将湿法磷酸生产过程及汽提脱氟过程产生的大量含氟气体经水吸收后产生大量活性硅胶经压滤、洗涤后直接作为湿法磷酸汽提脱氟剂使用。
2.一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法：其特征在于，将磷化工副产硅胶加入浓磷酸反应槽中，再加入湿法磷酸，升温，通入空气，反应。
3.根据权利要求1或2所述的一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法，其特征在于：所述硅胶经压滤、洗涤后，质量分数为：SiO2 20-50％、F≤10％、Na≤1％、K≤1％、P2O5≤1％。
4.根据权利要求1或2所述的一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法，其特征在于：所述汽提脱氟的湿法磷酸浓度为40％-60％，硅胶与湿法磷酸中F的用量比值为SiO2：F＝1.0～2.0：1，脱氟温度为90-110℃，脱氟时间1-5h。
5.一种磷化工副产硅胶作为湿法磷酸汽提脱氟剂的方法，其特征在于：将10kg磷化工副产硅胶，副产硅胶的质量分数为SiO2 22.33％、F≤8.4％、Na≤0.5％、K≤0.8％、P2O5≤0.9％，加入浓磷酸反应槽中，再加入152.7kg湿法磷酸，磷酸的质量分数为P2O5 40.6％、F0.76％，升温至90℃，通入空气，反应5h后，磷酸中氟含量为0.13％。
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CN110467167A (zh) * 2019-09-27 2019-11-19 云南磷化集团有限公司 沉淀预脱氟与汽提脱氟耦合的湿法磷酸脱氟方法

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