CN108455532A - 萤石水热焙烧法制造无水氟化氢的方法 - Google Patents

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Abstract

以中温焙烧萤石制造无水氟化氢，萤石粉与硅石粉按水热焙烧化学反应式理论克分子比配料，置入摄氏800‑900度电炉通水蒸汽焙烧，释放出含氟化氢气体先经过热交换器降温，再用浓硫酸净化脱水，冷凝成氟化氢粗产品，再加热蒸馏冷凝成无水氟化氢产品，焙烧渣磨细即为优质硅肥，稀释了的硫酸，经蒸发浓缩，补充发烟硫酸返回用于净化脱水操作，形成封闭循环流程。

Description

萤石水热焙烧法制造无水氟化氢的方法
技术领域
本发明是无水氟化氢的制造技术，是属于卤化盐水热焙烧技术领域
背景材料
众所周知，目前国内外由萤石制造无水氟化氢都是采用硫酸酸解法，此工艺成熟，早己形成大规模生产，在江西省就有几家。此工艺的缺点是排出含氟石膏处置堆放费用较高，且并没有根本上解决氟对土壤的污染难题。
笔者在多个专利中如200510019049.2，200810048974.1，201310195362.6，201610100899.3及201610145765.3均实现了氯化钙的水热焙烧，回收了氯化氢，付产优质硅肥，据报导(1)我国每年硅肥潜在需求量在3000-4000万吨。氟与氯为化学元素周期表中同一族，且越在上面越活泼，由此推理，萤石中的氟化钙会更强烈的进行水热焙烧反应，因此笔者进行了萤石水热焙烧制无水氟化氢的研发。
发明内容
本发明是将萤石粉与硅石粉按水热焙烧化学反应式：CaF2十SiO2十H2O---＞CaSiO3十2HF进行，具体步骤为：
01将全过100目的萤石粉与全过100目的硅石粉按上反应式克分子比配料，机械混均匀。
02将混匀的物料置入炉温为摄氏800-900度的回转电炉内焙烧，同时通入带正压的水蒸汽。
03将焙烧产生的气体经热交换器交换降温至摄氏100-150度后进入浓硫酸喷淋塔进行净化脱水。
04净化脱水后的含氟化氢气体在冷凝塔内冷凝成无水氟化氢粗产品。
05将粗产品送入蒸馏塔内进行加热蒸馏。
06将蒸馏出的氟化氢再冷凝成无水氟化氢产品。
07焙烧排出的固相，经磨细即为硅肥。
08从喷淋塔出来的稀硫酸经热交换预热，蒸发，配加少量发烟硫酸，再送入喷淋塔。蒸发器产生的少量的硫酸钙渣，中和可作水泥生产的原料。
(1)冯元琦“硅肥应成为我国农业发展中的新肥种”“化肥工业”第27卷第4期
附图说明
图1为萤石水热焙烧法制无水氟化氢工艺流程图
全过100目的萤石粉与全过100目的硅石粉按水热焙烧反应式两物料克分子比混合投入到回转电炉内，控制炉温在摄氏800-900度，同时通入带正压的水蒸汽，控制炉内停留半小时，产生的气体先进入热交换器将热量传递给由后面喷淋塔出来巳被稀释了的硫酸，再进入喷淋塔用浓硫酸净化脱水，净化脱水后的氟化氢气体进入冷凝塔，冷凝成氟化氢粗产品，之后其再流入蒸镏塔蒸发蒸镏出氟化氢气体进入冷凝器冷凝成为含氟化氢为99.94％的最终产品，从回转电炉排出固相经冷却，磨细即为硅肥，在喷淋塔稀释了的硫酸，经热交换器预热后进入三效真空蒸发浓缩到95％硫酸，再补充少量发烟硫酸，使其浓度达到98％再返回喷淋塔用于净化脱水操作，由於从回转电炉出来的含氟化氢气体中没有现在硫酸法生产中会产生的二氧化碳，四氟化硅和硫酸酸雾，所以从冷凝塔排出的不凝气体主要是系统漏进去的空气。
实施例
按1000克江西上饶CaF2＝97％全过100目的萤石粉与827克SiO2＝95％全过100目的硅石粉的比例机械混合均匀，投入直径为半米的回转电炉内，控制炉温在摄氏850+-20度，停留时间半小时，同时向炉内喷入带正压的水蒸汽，抽出焙烧气，使之进入热交换器，与上循环喷淋塔出来已稀释的硫酸换热，降温到摄氏130+-20度进入喷淋塔，以98％硫酸喷淋净化脱水，再进入冷凝塔冷凝成液体无水氟化氢粗产品，不凝气体排空，将粗产品送入蒸馏塔以电加热气化，进入上层蒸馏段蒸馏而产生纯净氟化氢气体，将其导入冷凝器冷凝成纯度为99.94％的无水氟化氢444.5克，产生纯度为90％的硅酸钙1619.4克，被预热的稀硫酸用负压浓缩到95％与部份发烟硫酸混合，调整到98％浓度返回去喷淋净化脱水用。
产品质量分析(重量％)

Claims (10)

1.一种萤石水热焙烧法制造无水氟化氢的方法，其特征为：
用萤石粉与硅石粉拌合在中温通水蒸汽焙烧制造无水氟化氢。
2.根据权利要求1所叙述的方法，按二氧化硅与氟化钙反应生成硅酸钙和氟化氢的反应式的配比配料。
3.根据权利要求1所叙述的方法，焙烧温度为摄氏800-900度。
4.根据权利要求1所叙述的方法，焙烧过程中通入水蒸汽，把反应物的氟元素以氟化氢形式释放出来。
5.根据权利要求4所叙述的方法，从焙烧炉出来的含氟化氢和水蒸汽的气体，先通过热交换器将热量传递给后面硫酸喷淋塔出来的稀硫酸，再进入喷淋塔进行净化和脱水操作。
6.根据权利要求5所叙述的方法，净化脱水后的氟化氢气体进入冷凝塔冷凝成氟化氢粗产品。
7.根据权利要求6所叙述的方法，将上粗产品送入蒸馏塔加热蒸镏出无水氟化氢气体。
8.根据权利要求7所叙述的方法，将蒸馏出的无水氟化氢气体进入冷凝器，冷凝成无水氟化氢产品。
9.预热了的稀硫酸进入真空蒸发器浓缩，添加少量发烟硫酸，配成98％硫酸，返回喷淋塔去净化脱水含氟化氢气体。
10.根据权利要求4所叙述的方法，从焙烧炉排出的固相，经冷却，磨细即为优质硅肥。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108892104A (zh) * 2018-10-17 2018-11-27 杨松 一种制备氟化氢工艺装置的使用方法
CN108975275A (zh) * 2018-10-17 2018-12-11 杨松 一种制备氟化氢反应装置

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