氟硅酸中和焙烧加工制造无水氟化氢的方法技术

以石灰乳中和氟硅酸，中温焙烧制造无水氟化氢，在中和产物中补加二氧化硅，使之达到符合水热焙烧反应的等克分子的配比。在摄氏800‑‑‑‑900度的电炉中，通水蒸气焙烧，焙烧渣磨细即为优质硅肥。释放出来的含氟化氢气体，先经过热交换器换热降温，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，稀释了的硫酸，经蒸发浓缩补充发烟硫酸，返回去净化脱水焙烧炉气。

【技术实现步骤摘要】
氟硅酸中和焙烧加工制造无水氟化氢的方法
本专利技术是无水氟化氢的制造技术，是属于卤化盐水热焙烧
背景材料目前国内外硫酸湿法磷酸企业的付产氟硅酸，大都是用来加工作低档次的氟盐，如氟硅酸钠，氟化钠，氟化铝及冰晶石等产品。从产品升级换代要求，现在国内外都在大力研发将其制成无水氟化氢(AHF)，此加工工艺可分为直接法和间接法两种。前者是将氟硅酸一步产出氟化氢和四氟化硅，经净化分离得到AHF产品，后者是先把氟硅酸转化为一种氟化盐，再加工成AHF产品。直接法有U.S.P.NO.3969.485(JULY13.1976)，U.S.P.NO.3218.124(NOV.16.1965)和U.S.P.NO.3257.167(JUN21.1966)均是用硫酸分解氟硅酸来制造AHF，但都分解不完全，产率不高。U.S.P.NO.4114.158(March.13.1979)和U.S.P.NO.4036.938均为热解氟硅酸制造AHF，生成的AHF纯度不高，同时需要大量浓硫酸，随后又要处理产生的大量稀释了的硫酸。U.S.P.NO.4008.130(Feb.15.1977)是用蒸馏氟硅酸来制造AHF，该工艺在高温生成的含水氟化氢腐蚀性严重，同时生成的超细白炭黑很难收集。U.S.P.NO4389.293(Jun.21.1983)采用电渗析分离氟硅酸和氢氟酸制造AHF，该法高温下含水氟化氢腐蚀严重，材质难选，同时需要大量硫酸来干燥含水氟化氢，之后又要处理大量稀释了的硫酸，俄罗斯专利USSRNO174.610。采用电渗析提浓氟硅酸，再用硫酸将其分解，但分解不完全，产率不高。间接法有U.S.P.NO.3087787(Apr.30.1963)是加热氟硅酸钠使其分解制AHF，此法分解不好控制，腐蚀严重。以色列专利891276是由氟硅酸钾与氨水反应制AHF，但转化不完全，中间产物----氟氢化钾热解也不完全。U.S.P.NO.3787304采用碱溶液处理氟硅酸制造AHF，该法耗电量大，不经济。德国HanoVer工艺是用氨水分解氟硅酸制造AHF此法过滤困难，需要大量的洗涤用水，还有把氟硅酸转化为氟化钙，在按传统的硫酸法制AHFH2SiF6+3Ca(OH)2→3CaF2+SiO2+4H2O...........(1)CaF2+H2SO4→CaSO4·2H2O+2HF...........(2)此法第一反应式反应产物CaF2和SiO2均为固相，分离较困难。获悉四川大学在这方面进行了大量的的研发，并申请了两项专利，但以上均未见氟硅酸中和焙烧法制AHF的先例。
技术实现思路
本工艺受上述背景材料反应式(1)的启发，氟硅酸加石灰中和产物就是氟化钙焙烧法制AHF的原料，根本无需分离，而且还要补充一部分SiO2即可进行焙烧反应CaF2+SiO2→CaSiO3+2HF焙烧后的过程与笔者同时申请的“萤石水热焙烧法制造无水氟化氢的方法”专利一样进行。具体步骤为1将一定浓度的氟硅酸加石灰乳中和到PH＝5～6，过滤。2将过滤滤饼烘干，捣碎，混均匀，取样分析其内的CaF2和SiO2的含量，按1∶1摩尔配比配料，补加硅砂，再次混均匀。3将混合料在摄氏800---900度通水蒸汽焙烧1小时。4将焙烧放出的气体进入石墨换热器与后面稀释了的硫酸进行热交换，降温到摄氏100---150度，进入浓硫酸净化脱水塔进行净化脱水。5将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。6将粗产品送入蒸馏塔内进行加热蒸馏。7将蒸馏出的氟化氢再冷凝成无水氟化氢产品。8焙烧排出的固相，经磨细即为优质硅肥。9从喷淋塔出来的稀硫酸经石墨换热器预热，蒸发器浓缩，再配加少量发烟硫酸，再送入喷淋塔使用。10蒸发产生的少量硫酸钙渣，经石灰乳中和后，可作水泥生产原料。附图说明图1为氟硅酸中和焙烧法制无水氟化氢工艺流程示意图。取一定量氟硅酸，慢速搅拌，徐徐加入石灰乳，控制浆料中和到PH＝5≈6，抽滤，滤饼干燥，粉碎，取样分析其内的CaF2和SiO2的含量，按1∶1摩尔配比，补加硅砂，再次混均匀。置入电炉内在摄氏800---900度通水蒸汽焙烧1小时，产生的气体进入石墨换热器与后面过来的已稀释的硫酸，进行热交换到摄氏100--150度，进入喷淋塔，喷淋浓硫酸进行净化，脱水。净化和脱水后的气体进入冷凝塔，冷凝成无水氟化氢初产品。之后再流入蒸馏塔蒸发，蒸馏出氟化氢气体进入冷凝器冷凝成为HF含量为99.93％的无水氟化氢产品。从回转电炉排出的固相冷却，粉碎即为硅肥，喷淋塔稀释了的硫酸，经热交换器预热，进入三效真空蒸发器浓缩到95％硫酸，再补充少量发烟硫酸使其达到98％硫酸，再作喷淋净化脱水用。由于从回转电炉出来的含氟化氢的气体，没有现有硫酸法生产AHF工艺会产生的二氧化碳，四氟化硅和硫酸钙等，所以从冷凝器排出的不凝气体主要是装置系统抽进去的空气。实施例取某磷肥厂5000克浓度为20％的氟硅酸溶液，在搅拌下徐徐投入较浓的石灰乳，中和到浆料PH＝3≈4。继续搅拌半小时，再补充加入调到PH＝5≈6，抽滤，滤饼经干燥，粉碎，取样分析其内的CaF2和SiO2的含量，按两者摩尔比为1∶1补充加入纯度为98％过100目的硅砂粉896克，搅拌均匀.置入摄氏800±20度的直径为半米的回转电炉内通入水蒸气焙烧一小时，焙烧产生的气体进入石墨交换器与上一循环试验来的已稀释的硫酸换热降温到摄氏120--130度进入喷淋塔以98％硫酸喷淋净化脱水，净化脱水的氟化氢气体进入冷凝塔冷凝成氟化氢含量为99.7％的初产品，初产品再流入蒸馏塔，加热蒸馏出纯净的气体氟化氢，以负压将此气体送入冷凝器，冷凝成氟化氢含量为99.93％的无水氟化氢产品794克。焙烧电炉排出的渣经冷却，粉碎即为硅肥2627克，被预热了的稀硫酸用负压进入自制的能耐高温的不透性石墨列管蒸发装置浓缩到95％硫酸再配加少量发烟硫酸，返回喷淋塔去净化脱水操作，蒸发器循环管底部积累的少量硫酸渣定期排出，以石灰乳中和可当作水泥生产原料。产品质量分析(重量％)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由氟硅酸中和，焙烧加工制造无水氟化氢的方法，其特征为。用石灰乳与氟硅酸中和反应，生成3克分子的氟化钙和1克分子的二氧化硅。

【技术特征摘要】
1.一种由氟硅酸中和，焙烧加工制造无水氟化氢的方法，其特征为。用石灰乳与氟硅酸中和反应，生成3克分子的氟化钙和1克分子的二氧化硅。2.根据权利要求1所叙述的方法，按氟化钙与二氧化硅等克分子的中温水热焙烧反应要求，在上中和产物中按3克分子的氟化钙补加两克分子的二氧化硅的操作进行中温焙烧，同时通入带正压的水蒸汽。3.根据权利要求2所叙述的方法，反应温度为摄氏800---900度，反应时间为0.5----1小时。4.根据权利要求3所叙述的方法，从焙烧炉排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...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鼎文，姚宁，岳莉莉，
申请(专利权)人：姚鼎文，
类型：发明
国别省市：湖北,42