一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法技术

本发明专利技术公开了一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，本发明专利技术由于将饲料磷酸盐生产副产出的脱氟渣中已经富集的氟化合物，经过酸溶解，除去脱氟渣中的钙化合物，使其氟资源从固相进入液相后，再加入沉淀剂回收氟资源，使现有生产技术白白扔掉的氟资源得以全部利用，增加了生产的经济效益，减少了资源浪费，节约了萤石资源的开采，提高饲料磷酸盐生产加工的经济效益与社会效益，符合可持续发展的化工生产要求，同时，采用连续循环工艺，大大提高处理效率，降低处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法
本专利技术涉及氟资源回收利用领域，尤其涉及一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法。
技术介绍
氟是电负性最强的元素，反应活性高于任何其它元素，电负性数值为4.0。氟离子是最不易极化的阴离子，氟离子直径为0.136nm。因氟原子的特异性，使氟材料具有许多优异的性能，如突出的化学稳定性、热稳定性、低表面能、介电、不燃、耐老化、耐腐蚀、自润滑、抗黏、抗污、耐高温、耐药物等等特性；被称之为“特效功能材料”，广泛应用于军工、航天航空、冶金、电子、纺织、轻工、医药和农业等等各个方面，也是其它工业不可或缺的配套材料，并成为迅速发展的化工新材料“黄金”产业。现有氟化工生产的原料以萤石(CaF2)为主，世界基础储量6亿吨，中国探明储量3.24亿吨，按19.4％的氟含量计算，世界和中国对应的氟资源为1.16亿吨和0.63亿吨。世界当前年消耗萤石500万吨，其中260万吨来自于中国。未来20年，中国萤石需求量为3700万吨，但中国具有开采价值的萤石富矿储量仅有3000万吨，因此不得不考虑中国氟化工发展面临的资源短缺问题。磷矿的主要成分是氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]，其中含氟在2-4％之间，按2014年我国磷矿的开采量1.2亿多吨(折含30％P2O5)，按平均3％的氟含量计算，约有360万吨氟的资源。所以，包含饲料磷酸盐生产行业的磷化工，其所用磷矿中伴生的氟资源利用同样是可持续发展生产技术的重要命题。生产技术不仅要脱出磷矿伴生带来的氟化物，满足饲料磷酸盐的产品质量要求，而且要将脱氟产生的副产物作为氟资源加工与利用。专利技术人在专利号ZL90105831.9(专利名称：重力浮选脱氟生产饲料级磷酸氢钙)，ZL94111776.6(专利名称：一种硫酸法生产磷酸及含磷溶液的方法)，ZL94111777.4(一种用盐酸制取萃取磷酸的方法)等系列的专利技术中，成功解决了湿法磷酸生产饲料磷酸盐的脱氟与经济的生产方法难题，并奠定了今天具有国内独创的饲料磷酸盐生产技术。其后在专利号ZL97107676.6，(专利名称：利用湿法磷酸盐废渣生产磷酸铵肥料的方法)，经济的解决了饲料磷酸盐脱氟渣作为肥料磷酸铵及复混肥基础磷源肥料的生产难题，使饲料磷酸盐生产企业获得了巨大的经济与社会效益。但是，作为今天可持续发展的湿法磷酸盐生产技术，现有的专利技术只解决了产品质量与效率的经济问题，而没有按可持续发展的要对资源进行充分的利用，为达到“取少做多，一矿多用”的资源利用最大化的发展理念，需要对现有技术进行创新。因此，需要对饲料磷酸盐生产的脱氟渣中的氟进行资源化的回收与利用。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，依次包括如下步骤：A、分解：将饲料磷酸盐生产时产生的脱氟渣，用酸溶液进行溶解，生成固体钙盐、磷酸和氟硅酸及其它杂质的混合物料，过滤分离出固体钙盐，得到滤液；B、硅溶：步骤A所得的滤液中，加入活性氧化硅，进行溶解，得到混合液；C、结晶：向步骤B所得的混合液中加入氟硅酸钠晶种和含钠的磷酸盐溶液，使氟硅酸钠固体沉淀结晶析出，得到析出物；D、重结晶：步骤C所得的析出物经固液分离后，用稀磷酸进行再浆重结晶，得到重结晶物料；E、固液分离：步骤D所得的重结晶物料进行固液分离，得到氟硅酸钠沉淀形式的氟资源和稀磷酸母液。本方法的原理为：用酸溶解脱氟渣，使其中的所有钙元素生成钙盐进行分离，氟以氟硅酸的形式留在溶液中，然后加入活性硅反应使其全部以氟硅酸的形式留在溶液中，然后在有氟硅酸钠晶种的存在下，用磷酸钠盐沉淀出氟硅酸盐沉淀化合物，消除沉淀时的过饱和带来的包裹与沉淀结晶细小等生产的不足，充分回收了脱氟渣中的氟资源。其中，步骤B的反应为：6HF+SiO2＝H2SiF6+3H2O(4)步骤C的反应为：H2SiF6+2NaH2PO4＝Na2SiF6↓+H3PO4(5)作为优选的技术方案：步骤A中所述的酸溶液为硫酸溶液，所述固体钙盐为固体硫酸钙。反应为：Ca(H2PO4)2·H2O+H2SO4+＝2H3PO4+CaSO4·2H2O↓(1)CaHPO4·2H2O+H2SO4＝H3PO4+CaSO4·2H2O↓(2)CaF2+H2SO4＝2HF+CaSO4·2H2O↓(3)作为进一步优选的技术方案：所述硫酸溶液的质量百分比浓度为25-40％,分解温度为40-60℃范围，分解反应时间45-80分钟。作为优选的技术方案：步骤B中所述的活性氧化硅为高岭土或磷肥生产水吸收四氟化硅气体时产生的硅胶或水玻璃硅酸钠中的活性氧化硅。作为优选的技术方案：步骤D中所得的重结晶物料，其中一部分返回步骤C作为氟硅酸钠晶种。作为优选的技术方案：步骤E所得的稀磷酸母液，用纯碱进行中和反应生成含钠的磷酸盐与磷酸的混合溶液，返回步骤C，与氟硅酸钠晶种一起用于结晶。作为优选的技术方案：步骤C中结晶的温度10-50℃，结晶时间30-60min。作为优选的技术方案：所述步骤B中氟：硅按摩尔比计为6:1，溶解时间45-60min。补足硅从而保证溶液中的氟全部以氟硅酸形式存在。上述优选技术方案，可以保证整个工艺循环连续进行，从而大大提高处理效率，降低处理成本。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术由于将饲料磷酸盐生产副产出的脱氟渣中已经富集的氟化合物，经过酸溶解，除去脱氟渣中的钙化合物，使其氟资源从固相进入液相后，再加入沉淀剂回收氟资源，使现有生产技术白白扔掉的氟资源得以全部利用，增加了生产的经济效益，减少了资源浪费，节约了萤石资源的开采，提高饲料磷酸盐生产加工的经济效益与社会效益，符合可持续发展的化工生产要求，同时，采用连续循环工艺，大大提高处理效率，降低处理成本。附图说明图1为本专利技术实施例1的生成流程图。图中：1、硅溶槽；2、脱氟沉淀槽；31、第一压滤机；32、第二压滤机；4、再浆槽；5、离心机；61、第一泵；62、第二泵；63、第三泵；64、第四泵；7、碱溶槽；8、分解沉淀槽；9、贮槽。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：本实施例采用连续循环处理的方式，本实施例中的百分比％，除非特别说明，均是指质量百分比。参见图1，将5000kg/h生产饲料磷酸盐产生的脱氟渣(组分见表1)、1825kg/h98％H2SO4和3500kg/h工艺水(包括后工序的石膏洗水)，连续加入分解沉淀槽8中，维持反应槽温度在40-60℃，物料停留时间45-60min；反应沉淀完全的物料，用第一泵61送入第二压滤机32进行过滤，并3000kg/h工艺水进行逆流洗涤；分别得到6765kg/h含有15.24％P2O5和9.79％F的磷酸和氟硅酸的混合滤液,送入贮槽9备用；洗涤液3500kg/h返回分解沉淀槽8作工艺水；含游离水10％的石膏滤饼3560kg/h，作为副产品出售，将贮槽9制取的含氟磷酸溶液6765kg/h用第二泵62泵入硅溶槽1，加入200kg/h的活性氧化硅进行溶解后，分出4865kg/h溶硅含氟磷酸溶液进入脱氟沉淀槽2，加入含氟硅酸钠35.35％的晶种料浆400kg/h和碱溶槽6送来的31％磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合溶液22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：A、分解：将饲料磷酸盐生产时产生的脱氟渣，用酸溶液进行溶解，生成固体钙盐、磷酸和氟硅酸及其它杂质的混合物料，过滤分离出固体钙盐，得到滤液；B、硅溶：步骤A所得的滤液中，加入活性氧化硅，进行溶解，得到混合液；C、结晶：向步骤B所得的混合液中加入氟硅酸钠晶种和含钠的磷酸盐溶液，使氟硅酸钠固体沉淀结晶析出，得到析出物；D、重结晶：步骤C所得的析出物经固液分离后，用稀磷酸进行再浆重结晶，得到重结晶物料； E、固液分离：步骤D所得的重结晶物料进行固液分离，得到氟硅酸钠沉淀形式的氟资源和稀磷酸母液。

【技术特征摘要】
1.一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：A、分解：将饲料磷酸盐生产时产生的脱氟渣，用酸溶液进行溶解，生成固体钙盐、磷酸和氟硅酸及其它杂质的混合物料，过滤分离出固体钙盐，得到滤液；B、硅溶：步骤A所得的滤液中，加入活性氧化硅，进行溶解，得到混合液；C、结晶：向步骤B所得的混合液中加入氟硅酸钠晶种和含钠的磷酸盐溶液，使氟硅酸钠固体沉淀结晶析出，得到析出物；D、重结晶：步骤C所得的析出物经固液分离后，用稀磷酸进行再浆重结晶，得到重结晶物料；E、固液分离：步骤D所得的重结晶物料进行固液分离，得到氟硅酸钠沉淀形式的氟资源和稀磷酸母液；F、步骤E所得的稀磷酸母液，用纯碱进行中和反应生成含钠的磷酸盐与磷酸的混合溶液，返回步骤C，与氟硅酸钠晶种一起用于结晶。2.根据权利要求1所述的一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，其特征在于：步骤A中所述的酸溶液为硫酸溶液，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚家竹，
申请(专利权)人：龚家竹，
类型：发明
国别省市：四川;51