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国内氟硅酸综合利用生产技术的最新进展
3 氟硅酸综合利用生产技术的最新进展
3.1.1 氟硅酸钾法
氟硅酸钾法生产氟化氢工艺是由四川大学开发的,目前尚无工业 化生产线;该工艺先将氟硅酸制成氟硅酸钾(或其他不溶性氟硅酸 盐),氟硅酸钾与硫酸反应制取四氟化硅与氟化氢混合气体,然后将 混合气进行分离、精制得到无水氟化氢,四氟化硅用氟硅酸吸收,吸 收液进入制氟硅酸钾工段。该工艺氟硅酸钾的转化率达到 98.60%, 无水氟化氢(质量分数为 99.74%)收率可达92.22%。
2 氟硅酸综合利用现状
2.2 氟硅酸用于生产氟化盐
2.2.3氟化钾 衢州市鼎盛化工科技有限公司于2005年开发成功氟硅酸生产氟化 钾工艺,采用独特技术较好的脱除SiO2 ,KF含量可达98.5%以上, SiO2含量小于0.2%;同时采用微量活化剂,使氟化钾的比表面积达到 5m2/g以上,具备较高活性; 采用H2SiF6与KCl为原料,氟资源转化率为92%;采用K2SiF6为 原料,氟资源转化率达到98%以上;生产成本比普通法低25~35%; 该工艺已通过生产厂家的实践验证。
1 氟硅酸的性质及来源
1.2 氟硅酸的来源 地球上的氟资源,主要存在于萤石矿和磷矿中,磷矿石中伴生的 氟占世界氟蕴藏量的90%以上。当氟、硅共存时,在酸或其他适当条 件下,将以SiF4气体的形式排出系统,经水吸收即为氟硅酸。 1.2.1 2010年我国氟化氢产量约为120万吨,目前酸级萤石粉中二氧 化硅的含量为1.0~1.6%,据此测算,该行业2010年副产折百氟硅酸 达到3万吨左右。 1.2.2 磷矿中的氟,在磷矿酸解过程中有45~46%的氟以气态(HF、 SiF4)形式放出;在普钙生产中,有18~35%的氟转化为气态氟化物 排出;在高炉法生产钙镁磷肥时,氟的逸出率为20~40%。 2010年我国磷肥(折P2O5 100%)产量1701.5万吨,按每生产1 吨折百P2O5可产生折百氟硅酸0.05t计算,2010年磷肥行业可副产折 百氟硅酸85万吨硅酸的性质
氟硅酸是H2SiF6(相对分子质量144.09)的水溶液,是具有刺激性 气味的无色透明发烟液体,是与硫酸相当的强酸。氟硅酸的最高质量 分数为60.92%,最稳定时的浓度为13.3%。氟硅酸可溶于水,有消 毒性能。氟硅酸易挥发,能腐蚀玻璃、陶瓷、铅及其它金属;对皮肤 有强烈腐蚀,对人的呼吸器官有毒害。氟硅酸宜贮存于塑料制的容器 中。
2 氟硅酸综合利用现状
2.2 氟硅酸用于生产氟化盐
2.2.4 冰晶石 以氟硅酸(或氟硅酸钠)为原料制冰晶石的生产工艺,目前比较 成熟的路线主要是氨-铝酸钠法。河南多氟多公司在几年前建成了年 产5万吨氨-铝酸钠法冰晶石的生产线。 该工艺充分利用氟资源,使磷肥企业的氟通过易于运输的氟硅酸 钠,得到了较好的利用;冰晶石产品为高分子比冰晶石,是一条很好 的工艺路线。 以氟硅酸为原料合成冰晶石,还有其它几条工艺路线,但由于成 本问题、工艺控制问题等,其经济实用性不如上述的氨-铝酸钠法工 艺路线。
国内氟硅酸综合利用生产技术的最新进展
衢州市鼎盛化工科技有限公司 浙江衢州 324000
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言
氟硅酸是磷酸和氢氟酸生产过程的副产品,含氟、硅、氢三种元 素,目前主要用于配制酸洗剂、制备氟硅酸钠、氟硅酸钾及后续氟化 盐产品等;这些产品附加值低、用途窄,因而经济效益较差,并常常 出现滞销状况,严重影响了生产厂家回收氟硅酸的积极性,造成了氟、 硅资源的浪费,污染了环境,更在很大程度上制约着磷化工的健康发 展。因而,开发氟硅酸的下游产品(如:白炭黑、氟化氢铵、冰晶石、 氟化钾等),尤其是附加值高或市场容量大的产品,最大限度地消化 氟硅酸,回收氟、硅资源,降低环境污染,提高氟硅酸的市场价值, 已迫在眉睫。
2 氟硅酸综合利用现状
2.1 氟硅酸用于生产氟硅酸盐 氟硅酸钠 利用氟硅酸钠在水中的低溶解度特性,氟硅酸与钠盐反应生成氟 硅酸钠沉淀和相应的稀酸溶液,沉淀氟硅酸钠经分离洗涤后烘干即为 氟硅酸钠产品。 氟硅酸钾 大多采用磷化工或氢氟酸生产企业副产的氟硅酸与有机氟代过程 产生的废氯化钾反应,生成氟硅酸钾沉淀,经过滤、洗涤、干燥得到 氟硅酸钾产品。 氟硅酸镁 采用磷化工或氢氟酸企业副产的氟硅酸与菱苦土(MgO≥85%) 反应生产氟硅酸镁料浆,经过滤、浓缩、结晶、干燥得到氟硅酸镁产 品。
2 氟硅酸综合利用现状
2.2 氟硅酸用于生产氟化盐
2.2.3氟化钾 国内市场氟化钾产品:
用于含氟中间体的合成的活性氟化钾;
用于冶金助熔剂、玻璃雕刻助剂等方面的普通氟化钾。 氟化钾的生产工艺是采用HF、KOH为原料,由于原料价格较高, 因此氟化钾的生产成本也较高。 有企业尝试采用氟硅酸生产氟化钾,由于不能有效脱除SiO2,使 得产品中SiO2含量超标,使该工艺生产的氟化钾不能在有机氟代中使 用,约束了这种氟化钾的使用范围。
3 氟硅酸综合利用生产技术的最新进展
3.1 用氟硅酸制备氟化氢*
氟硅酸的综合利用,可归结为氟资源的利用和硅资源的利用。氟 硅酸中氟资源的利用,最大宗的产品是氟化氢,因为氟化氢是氟化工 的基础原料,以氟硅酸为原料制备氟化氢,可以使氟化工行业大幅度 降低对战略物资——酸级萤石粉的使用。 目前,比较成熟的氟硅酸制备氟化氢的生产工艺主要有: 氟硅酸钾法; 硫酸分解法; 硫酸氢铵法。
2 氟硅酸综合利用现状
2.2 氟硅酸用于生产氟化盐 2.2.1氟化铵、氟化氢铵 采用氟硅酸生产氟化铵、氟化氢铵的工艺已经基本成熟;其中, 多氟多化工股份有限公司开发的以氟硅酸为原料生产氟化铵(或氟化 氢铵)联产白炭黑的工艺,有详细的论文介绍。 衢州市鼎盛化工科技有限公司从生产氟化氢铵的角度进行技术开 发,形成了年产5000吨氟化氢铵的生产线设计,并建成了几条生产线; 目前正在对副产二氧化硅进行深度技术开发,以提高其附加值。 2.2.2氟化钠 氟化钠的传统生产工艺是以氢氟酸、氟化铵等作为含氟原料进行 生产,工艺简单,投资省,但成本较高,已逐渐被淘汰。 目前,国内市场上的氟化钠基本上是以氟硅酸为原料生产的,采 用氟硅酸钠纯碱法工艺,该工艺是把氟硅酸与盐(氯化钠)反应生成 氟硅酸钠,再用纯碱与氟硅酸钠反应制得无色晶体状氟化钠。