CN114314624A - 一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，包括如下步骤：S1、向氟硅酸溶液中先后加入除磷剂和双氧水进行反应；S2、然后加入氢氧化铝反应，制得氟化铝；其中，氟硅酸溶液中含有杂质磷酸；除磷剂选自铁粉、二价铁盐或三价铁盐。本发明所述方法简单、原料来源广、成本低廉，能有效去除氟化铝中的杂质磷，得到高品质的氟硅酸法氟化铝。
Description
技术领域
本发明属于氟硅酸法氟化铝生产领域，尤其涉及一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法。
背景技术
目前氟化铝或冰晶石及其他氟化物产品制备的氟资源主要来源于萤石，高品位的萤石，P2O5含量很低，但其储存量很少。磷石矿加工副产氟硅酸就成为很好的氟主要资源，氟硅酸有着广泛的应用范围，可以用来制取氟化铝、冰晶石、氟化钠等。
然而，以磷矿石加工副产氟硅酸作为氟资源时，由于氟硅酸中磷含量高，用氟硅酸原料制取的氟化铝产品中磷含量也会高，大大降低了氟化铝产品的品质。将导致电解铝工艺中电流效率低下，能耗增加。同样，由于现有磷肥副产氟硅酸制取工艺没有采取除磷措施，由此制备的氟化铝中也存在杂质磷，因此使用氟硅酸制取氟化铝工艺受到了限制。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，所述方法简单、原料来源广、成本低廉，能有效去除氟化铝中的杂质磷，得到高品质的氟硅酸法氟化铝。
本发明具体方案如下：
本发明提供了一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，包括如下步骤：S1、向氟硅酸溶液中先后加入除磷剂和双氧水进行反应；S2、然后加入氢氧化铝反应，制得氟化铝；其中，氟硅酸溶液中含有杂质磷酸；除磷剂选自铁粉、二价铁盐或三价铁盐。
优选地，S1具体包括：向氟硅酸溶液中加入除磷剂，于60-70℃反应25-40min，生成氟硅酸铁；再加入双氧水氧化反应5-15min。
优选地，氟硅酸来自磷肥副产物或磷矿石加工副产物。
优选地，氟硅酸溶液的质量分数为15-22％。
优选地，除磷剂为铁粉。
优选地，铁粉与杂质磷酸的摩尔比为1:1-1.5。
优选地，双氧水与生成氟硅酸铁的摩尔比为1:2-2.1。
优选地，S2中，氢氧化铝的实际加入量为理论量的0.95-1倍。
优选地，S2中，反应温度为95-100℃，反应时间为30-40min。
优选地，S2反应后，经过滤、分离、结晶得氟化铝。
本发明所述方法涉及的反应方程式为：
Fe+H2SiF6＝FeSiF6+H2
6FeSiF6+3H2O2＝3(FeF2)2SiF6+H2SiF6+2SiO2+2H2O
3(FeF2)2SiF6+10Al(OH)3+6H3PO4＝10AlF3+6FePO4+3SiO2+24H2O
本发明有益效果为：
本发明提供了一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，在以氟硅酸为原料制备氟化铝的过程中同步完成了杂质磷的去除，得到了高品质的氟化铝产品。具体如下：(1)采用铁粉或铁盐作为除磷剂，双氧水作为氧化剂，能够在不影响氟化铝产率的同时，高效去除杂质磷，由此得到的氟化铝中五氧化二磷含量远远低于国家标准；(2)本发明选用的除磷剂和氧化剂双氧水成本低廉且来源广泛，所述方法操作简单，适合于工业化生产。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
实施例1
一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，包括如下步骤：
S1、向氟硅酸溶液中加入除磷剂铁粉，开启搅拌机搅拌，于60℃反应30min，生成氟硅酸铁(FeSiF6)，然后加入双氧水(H2O2)，氧化反应10min；
本实施例采用的氟硅酸来自磷肥副产物，氟硅酸溶液的质量分数为22％，杂质磷酸含量为4.6％；铁粉与杂质磷酸的摩尔比为1:1；H2O2与FeSiF6摩尔比为1:2；
S2、向S1的反应液中加入氢氧化铝，于95℃反应30min，生成氟化铝溶液、二氧化硅和磷酸铁沉淀；过滤、分离沉淀物，得到氟化铝澄清溶液；其中，氢氧化铝理论量：氢氧化铝实际量＝1:0.95。得到的氟化铝澄清溶液，结晶得到氟化铝产品。
经检测，氟化铝中P2O5含量为0.029％，低于国家标准GB/T4292-2007规定的0.04％。氟化铝的收率为89％。
实施例2
一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，包括如下步骤：
S1、向氟硅酸溶液中加入除磷剂铁粉，开启搅拌机搅拌，于70℃反应30min，生成氟硅酸铁(FeSiF6)，然后加入双氧水(H2O2)，氧化反应10min；
本实施例采用的氟硅酸来自磷肥副产物，氟硅酸溶液的质量分数为18％，杂质磷酸含量浓度为2.8％；铁粉与杂质磷酸的摩尔比为1:1.2；H2O2与FeSiF6摩尔比为1:2；
S2、向S1的反应液中加入氢氧化铝，于95℃反应30min，生成氟化铝溶液、二氧化硅和磷酸铁沉淀；过滤、分离沉淀物，得到氟化铝澄清溶液；其中，氢氧化铝理论量：氢氧化铝实际量＝1:0.95。得到的氟化铝澄清溶液，结晶得到氟化铝产品。
经检测，氟化铝中P2O5含量为0.021％，低于国家标准GB/T4292-2007规定的0.04％。氟化铝的收率为86％。
实施例3
一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，包括如下步骤：
S1、向氟硅酸溶液中加入除磷剂铁粉，开启搅拌机搅拌，于65℃反应30min，生成氟硅酸铁(FeSiF6)，然后加入双氧水(H2O2)，氧化反应10min；
本实施例采用的氟硅酸来自磷肥副产物，氟硅酸溶液的质量分数为15％，杂质磷酸含量为2.2％；铁粉与杂质磷酸的摩尔比为1:1.3；H2O2与FeSiF6摩尔比为1:2；
S2、向S1的反应液中加入氢氧化铝，于95℃反应30min，生成氟化铝溶液、二氧化硅和磷酸铁沉淀；过滤、分离沉淀物，得到氟化铝澄清溶液；其中，氢氧化铝理论量：氢氧化铝实际量＝1:0.95。得到的氟化铝澄清溶液，结晶得到氟化铝产品。
经检测，氟化铝中P2O5含量为0.019％，低于国家标准GB/T4292-2007规定的0.04％。氟化铝的收率为88％。
对比例1
以钙盐为除磷剂替代实施例1中的除磷剂铁粉，氟硅酸首先与钙盐反应生成氟化钙沉淀，无法有效去除氟硅酸溶液中的杂质磷。
对比例2
以铝盐为除磷剂替代实施例1中的除磷剂铁粉，氟硅酸首先与铝盐反应生成氟硅酸铝，同样无法去除氟硅酸溶液中的杂质磷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、向氟硅酸溶液中先后加入除磷剂和双氧水进行反应；S2、然后加入氢氧化铝反应，制得氟化铝；其中，氟硅酸溶液中含有杂质磷酸；除磷剂选自铁粉、二价铁盐或三价铁盐。
2.根据权利要求1所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，S1具体包括：向氟硅酸溶液中加入除磷剂，于60-70℃反应25-40min，生成氟硅酸铁；再加入双氧水氧化反应5-15min。
3.根据权利要求1或2所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，氟硅酸来自磷肥副产物或磷矿石加工副产物。
4.根据权利要求1-3任一项所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，氟硅酸溶液的质量分数为15-22％。
5.根据权利要求1-4任一项所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，除磷剂为铁粉。
6.根据权利要求5所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，铁粉与杂质磷酸的摩尔比为1:1-1.5。
7.根据权利要求2-6任一项所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，双氧水与生成氟硅酸铁的摩尔比为1:2-2.1。
8.根据权利要求1-7任一项所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，S2中，氢氧化铝的实际加入量为理论量的0.95-1倍。
9.根据权利要求1-8任一项所述去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，S2中，反应温度为95-100℃，反应时间为30-40min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的去除氟硅酸法氟化铝中杂质磷的方法，其特征在于，S2反应后，经过滤、分离、结晶得氟化铝。
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