一种由氟硅酸制备氟化氢的方法技术

本发明专利技术提出了一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，包括以下步骤：1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，得到氟化铵溶液与二氧化硅固体；2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与氧化钙进行反应，得到氟化钙与稀氨水；3)将步骤2)得到的稀氨水通过精馏提纯得到液氨进入步骤1)中进行循环利用；4)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的氧化钙来自外购氧化钙，而第二次以及以后反应的氧化钙来自步骤4)中的氧化钙。该制备方法实现了制备氟化氢过程中产生的氧化钙循环利用，并且使得氟化氢的纯度达到99.9999％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氟化氢制备
，具体涉及一种由氟硅酸制备氟化氢的方法。
技术介绍
氟化氢(HydrogenFluoride)，化学分子式为HF，分子量20.01，易溶于水、乙醇。无水氟化氢(简称AHF)低温或压力下为无色透明液体，沸点19.4℃，熔点-83.37℃，密度1.008g/cm3(水＝1)。在室温和常温下极易挥发成白色烟雾。它的化学性质极活泼，能与碱、金属、氧化物以及硅酸盐等反应。氟化氢是现代氟化工的基础，是制取元素氟、各种氟致冷剂、含氟新材料、无机氟化盐、各种有机氟化物等的最基本原料。我国主要采用萤石和硫酸反应制备生产AHF，我国的氟化氢生产技术虽然已处于世界领先水平，但“萤石—硫酸法”生产工艺所存在的问题，如：能源利用率低，生产成本较高，粉尘污染严重等，仍然不容忽视。在全球提倡节能降耗、发展低碳经济的时代，探索新的生产技术和工艺已成为业内人士的共识。再加上萤石是国家要求控制的不可再生重要战略性资源，近年来，政府对萤石矿开采量的控制越来越严，政策也越收越紧，萤石的氟资源价格必定越来越高。所以，如何开发从副产氟硅酸中的氟高效低耗、绿色环保地生产氟化氢技术已越来越引起重视。中国专利申请公开号为CN103754824A公开了一种利用磷肥副产氟硅酸制备氟化氢的方法，主要步骤为以氟硅酸为原料制备氟化氢氨固体，然后将与浓硫酸反应制备氢氟酸。该方法虽然保护了萤石和氟资源，但是其制备过程中需要以浓硫酸为原料，不仅反应条件苛刻，而且对环境影响大，反应最终得到的氟化氢纯度比较低。进一步，该反应采用的是氨水制备氟化铵，这样氟化铵溶液浓度太低，需要浓缩，就增加了热能消耗。为了使二氧化硅成为白炭黑，就只能在低浓度下，才可能使二氧化硅形成白炭黑的形态。2014年廖靖华和王丽琼在《环境科学导刊》第33期发表了“氟化铵制备氟化钙最优条件研究”中提到氟化钙主要用于生产氢氟酸，以石灰乳与氟化铵溶液制备氟化钙产品，其反应产生的氟化钙纯度仅仅为89.17％，这是因为石灰粉的杂质含量高，其氟化钙产品纯度较低。
技术实现思路
为解决现有以氟硅酸为原料制备氟化氢中存在的制备工艺条件苛刻以及产品纯度低的问题，本专利技术提出一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，该制备方法实现了制备氟化氢过程中产生的氧化钙循环利用，并且使得最终氟化氢产品的纯度达到99.9999％以上。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，包括以下步骤：1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，通过过滤器进行分离，得到氟化铵溶液与二氧化硅固体；2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与氧化钙进行反应，然后固液分离，得到氟化钙与稀氨水；3)将步骤2)得到的稀氨水通过精馏提纯得到液氨进入步骤1)中进行循环利用；4)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的氧化钙来自外购纯度达到大于等于90％的氧化钙，而第二次以及以后反应的氧化钙来自步骤4)中的氧化钙。进一步，所述步骤2)中氟化铵溶液与氧化钙的反应温度为0～99℃。进一步，所述步骤1)中的氟硅酸与液氨反应温度为55℃～150℃，反应pH为8～9。进一步，所述步骤4)中烘干的温度为180-200℃，煅烧温度为550-650℃。进一步，所述步骤4)的过热蒸汽的温度为850-1050℃，流化反应床的温度为800-950℃。进一步，还包括将步骤4)得到氟化氢进行冷凝为氟化氢液体；或用水吸收为氢氟酸液体。进一步，还包括将步骤4)得到氟化氢先使用浓硫酸清洗，之后再冷凝或用水吸收。进一步，氟化氢冷凝所用材料为盐水，冷凝温度为-10～-2℃。温度高于-2℃，氟化氢冷凝不完全，尾气中含氟化氢气体，造成有效成分浪费和环境污染；温度低于-10℃，虽然冷凝效果更好，但能耗增加。本专利技术提供另一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，包括以下步骤：1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，通过过滤器进行分离，得到氟化铵溶液与二氧化硅固体；2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与氢氧化钙进行反应，然后固液分离，得到氟化钙与稀氨水；3)将步骤2)得到的稀氨水通过精馏提纯得到液氨进入步骤1)中进行循环利用；4)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的氢氧化钙来自外购纯度达到大于等于85％的氢氧化钙，而第二次以及以后与氟化铵溶液反应的原料均用来自步骤4)中的氧化钙。本专利技术再提供一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，包括以下步骤：1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，通过过滤器进行分离，得到氟化铵溶液与二氧化硅固体；2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与碳酸钙进行反应，然后固液分离，得到氟化钙与碳酸铵溶液；3)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的碳酸钙来自外购纯度达到大于等于99％的碳酸钙，而第二次以及以后与氟化铵溶液反应的原料均用来自步骤4)中的氧化钙。本专利技术的有益效果：1、本专利技术人在研发过程(中国专利201310288043X)中惊奇地发现以氟化钙为原料制备氟化氢的过程中，其产生的氧化钙纯度可以达到99％及以上；而将该副产物-氧化钙与氟化铵溶液进行反应的话，其不仅可以得到纯度达到99及以上的氟化钙，从而制得纯度达到99.9999％以上氟化氢产品，而且实现了钙的循环利用。2、本专利技术在以氟硅酸为原料与液氨进行氨化制备得到的氟化铵溶液时，第一次反应以购自纯度大于等于85％的氢氧化钙与纯度大于等于90％的氧化钙，制备得到的稀氨水，通过精馏提纯得到液氨，该液氨再次作为原料与氟硅酸进行反应，实现了物质的循环利用。具体实施方式实施例1原料：(质量百分数)30％氟硅酸为1000kg，液氨122kg，氧化钙350kg，该氧化钙来自氟化钙制备氟化氢中得到的氧化钙。将氟硅酸与液氨加入氨化反应釜内反应，反应条件控制在60℃、PH8.5，待反应完全后通过过滤器，分离出二氧化硅与氟化铵溶液。将分离出来的氟化铵溶液与氧化钙在合成反应釜内反应，反应条件控制在90℃，待反应完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，通过过滤器进行分离，得到氟化铵溶液与二氧化硅固体；2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与氧化钙进行反应，然后固液分离，得到氟化钙与稀氨水；3)将步骤2)得到的稀氨水通过精馏提纯得到液氨进入步骤1)中进行循环利用；4)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的氧化钙来自外购纯度达到大于等于90％的氧化钙，而第二次以及以后反应的氧化钙来自步骤4)中的氧化钙。

【技术特征摘要】
1.一种由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以氟硅酸为原料与液氨反应后，通过过滤器进行分离，得到氟化铵溶
液与二氧化硅固体；
2)将步骤1)得到的氟化铵溶液与氧化钙进行反应，然后固液分离，得到
氟化钙与稀氨水；
3)将步骤2)得到的稀氨水通过精馏提纯得到液氨进入步骤1)中进行循
环利用；
4)将步骤2)得到的氟化钙依次经过烘干与煅烧，再通入加有过热蒸汽的
流化反应床，得到氟化氢与氧化钙，将氧化钙回用至步骤2)中进行循环利用；
其中，步骤2)中与氟化铵溶液第一次反应的氧化钙来自外购纯度达到大于
等于90％的氧化钙，而第二次以及以后反应的氧化钙来自步骤4)中的氧化钙。
2.根据权利要求1所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，所述
步骤2)中氟化铵溶液与氧化钙的反应温度为0～99℃。
3.根据权利要求1或2所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，
所述步骤1)中的氟硅酸与液氨反应温度为55℃～150℃，反应pH为8～9。
4.根据权利要求1或2所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，
所述步骤4)中烘干的温度为180～200℃，煅烧温度为550～650℃。
5.根据权利要求1或2所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，
所述步骤4)的过热蒸汽的温度为850～1050℃，流化反应床的温度为800～
950℃。
6.根据权利要求1所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，还包
括将步骤4)得到氟化氢进行冷凝为氟化氢液体；或用水吸收为氢氟酸液体。
7.根据权利要求1所述的由氟硅酸制备氟化氢的方法，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：应盛荣，姜战，应悦，
申请(专利权)人：衢州市鼎盛化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33