本发明专利技术公开了一种磷化行业含氟废酸多级综合利用技术，该含氟废酸主要成分为氟硅酸，以低浓度氟硅酸与氯化钠反应制取氟硅酸钠和稀盐酸水；以高浓度氟硅酸与氢氧化铝反应制取氟化铝和水合硅酸；以稀盐酸水投入反应罐中，加入水合硅酸，搅拌加温至沸腾，静置后过滤得二氧化硅产品；将二氧化硅滤液投入反应器中加热，再缓慢加入纯碱或烧碱进行搅拌反应，溢去上部清液，底部浓浆在搅拌下加入氢氟酸反应，然后进行固液分离，得冰晶石产品；冰晶石滤液回用于制取氟硅酸钠产品时作调配氟硅酸或氯化钠浓度用，该技术充分利用了废料中有用成分，得到多种产品，达到了以废治废、环保增效的目的，解决了含氟废酸处理成本过高的问题。
【技术实现步骤摘要】
-本专利技术涉及无机化工领域，特别是用于磷化行业含氟废酸多级综合利用技术。
技术介绍
我国磷矿资源丰富，近年来，磷化行业发展迅速，磷矿中一般都含有一定 量的氟元素，在对磷矿资源进行开发利用的过程中，释放出的氟化氢(HF)气 体与矿石中的杂质二氧化硅(Si02)反应生成四氟化硅(SiF4)有害气体，为解 决环保污染问题，磷化行业通常采用的方法是用水吸收四氟化硅(SiF4)而使之 行成氟硅酸溶液，其化学反应式为4HF+ Si02 — SiF4 t +2H203SiF4+4H20 — 2H2SiF6+ Si02+2H20对于该副产物氟硅酸(H2SiF6)， 一般企业所采取的工艺为 一种是采用石 灰综合沉降处理方法，以达到除氟、除磷效果。如中国专利技术专利CN200510003119 所述的"一种含氟性废水的治理方法"。因该方法未能利用其中有用的氟原料， 所以大多数企业通常采用的是下一种方法，目卩以氯化钠与之反应生产氟硅酸 钠(如湖北宜化集团)或以氢氧化铝与之反应经脱硅生产氟化铝，因其工艺简 单，原料易得，生产成本低而被广泛采用，上述工艺的化学原理为-H2SiF6+ 2NaCl —Na2SiF6 + 2HC1H2SiF6+ 2A1(0H)3 — 2A1F3 + Si02+ 4H20从上述化学反应式可以看出，当生产氟硅酸钠(Na2SiF6)时，会产生大量 的盐酸(HC1)溶液，且杂有一定量的氟化物及其它酸根成份；当生产氟化铝时， 会副产出大量的水合硅酸(Si02)，因其中二氧化硅(Si0》的多孔及吸附性能， 其间杂有一定量的r、八1+++成份及其它杂质而使之成为固废物。经检验测得其氟 硅酸钠工艺废水中盐酸(HC1)浓度达到4 5%，氟(F—)离子含量为4000 8000 mg/L;固废物水合硅酸(Si02)中，铝(A1+++)离子含量为1.68 7%，氟(F一) 含量高达8 13%。 '已知的以磷化行业副产的氟硅酸生产氟硅酸钠的企业，对其产生的含氟(F—)及盐酸(HC1)的工艺废酸水以酸碱中和后排放，不仅处理成本高，且氟(F—) 离子含量浓度难以达到环保排放标准10mg/L以下，而以《磷肥与复肥》2008年 23巻第3期所载《含氟污水返回过磷酸钙生产系统再利用》技术，同样增大了 投资和消耗；以氟硅酸法生产氟化铝的企业，对其副产的水合硅酸(Si02)，因 其杂质含量高，处理成本高而大量弃置或经简易处理后廉用(如作石膏材料)， 也有将其以盐酸浸取的方法，如专利技术专利(申)200810236647. 9 "含氟硅渣的 利用技术"中所述，效果虽好，但物料成本相应增高。上述经磷化行业废酸水一一氟硅酸(H2SiF6)生产氟哮酸钠所产生的工艺废 酸水和以氟硅酸法生产氟化铝所产生的含氟固废物水合硅酸(Si02)均存在环境 污染或资源浪费或高处理成本的问题始终困扰着类似企业， 一直没有良好的技 术方案解决。
技术实现思路
本专利技术的目的，是对磷化行业所副产的含氟废酸一一氟硅酸(H2SiF6)提供 循环处置方案及综合利用技术，以使在处理该危险废物的同时，充分利用其处 置过程中产生的废液废料中的其它有用的成份，得到多种产品，形成有机结合 的循环经济体系，达到以废治废，原料吃干榨尽，环保增效的目的，且工艺简 单，投资小，所得产品均能达到质量指标要求。为实现本专利技术磷化行业含氟废酸多级综合利用技术的目的，专利技术人经过长 期的研究、分析、试验，采用如下的处理工艺和利用技术，获得成功。1、 资源分配资源分配旨在使后续各阶段得到所需的各种化学物质相应的浓度及量，同时有利于对氟硅酸(H2SiF6)浓度的选择要求增宽。即以含氟硅酸 (H2SiF6) 17%以上浓度的溶液作生产氟化铝的原料，以含氟硅酸(H2SiF6) 8 13%左右浓度的作生产氟硅酸钠的原料.(浓度过高时则以水稀释至该浓度范围 内)。氟硅酸钠生产中的氯化钠(NaCl)加入量为理论计算量的120 130%;氟 化铝生产中的氟硅酸(H2SiF6)与氢氧化铝A1(0H)3的投入量按实际化学反应理 论量平衡，不作互量加减。2、 产品与废物的形成以氟硅酸(H2SiF6)与氯化钠(NaCl)溶液反应生 成氟硅酸钠(Na2SiF6)和稀盐酸(HC1)溶液；以氟硅酸(H2SiF6)与氢氧化铝 A1(0H)3反应生成三水氟化铝(A1F^ 3仏0)和水合硅酸(Si02)。生成的氟硅酸钠(Na2SiF6)和三水氟化铝(A1F^ 3仏0)经过滤洗涤、干燥脱水即得产品。其分离出的稀盐酸溶液(HC1)，其浓度为4 5%，因其浓度过低和含有其它酸根而为"废 酸"；从形成氟化铝过程中分离出来的水合硅酸，其主要成份为二氧化硅(Si02)， 因其有多孔性和吸附性能，故有一定量的氢氧化铝〔A1(0H)3〕及残留氟化物附 着于其中难以分离而为"废硅"。上述"两废"中的有用成份皆可互为利用，应予单独存放待用。3、 废液与固废反应以氟硅酸钠所产生的含盐酸(HC1)浓度为4 5%的溶 液为反应浸取液，与生产氟化铝所产生的含氟(F—)、铝(A1+++)成份的水合硅 酸(Si02)进行加热反应，以便水合硅酸中的铝(A1+++)离子生成氯化铝(A1C13) 溶于水溶液中，同时，F-离子及氟硅酸和其他可溶性盐类也相继溶出。其主要反应式为A1(0H)3 + 3HC1 = A1C13 + 3H20 由此获得纯度较高的二氧化硅沉淀物和含有有F—、八广+和其它酸根离子的混 合溶液。4、 固液分离采用离心机或真空过滤将二氧化硅(Si02)和溶液分离，二 氧化硅(Si02)经反复漂洗至中性，作二氧化硅产品，溶液作下一步冰晶石原料 用。二氧化硅漂洗水采用分级式漂洗方式反复使用，达到一定浓度后的漂洗水 与二氧化硅(Si02)滤液混合作冰晶石原料用，末级漂洗水进入污水处理厂。5、 滤液合成冰晶石从上述4固液分离时所得的二氧化硅滤液进行冰晶石 合成，因该滤液由A1F3、 H2SiF6、 Al2(SiF6)3等多种氟络合物及AlCl3成份组成， 溶液中F、 Al等有用的含量分别为F: 15 30g/L、 Al:4 14 g/L。根据冰晶石(Na3AlF6)化学成份的比例，加入纯碱Na2C03或氢氧化钠'，适当补充冰晶石所需 的不足成份，即可生成合格的冰晶石产品，其中的硅以可溶性胶留于冰晶石母 液中。冰晶石滤液因其含有氯化钠等成份，可回用于生产氟硅酸钠作调配氟硅 酸浓度和调配氯化钠溶液使用。其主要化学反应式为 .A1C13 + 6NaOH + 6HF = Na3 A1F6 + 3NaCl + 6H20A1C13 + 3NaC03 + 6HF = Na3 A1F6 + 3NaCl + 3C02 t + 3H20Al2(SiF6)3 + 12H20 = A1F3 + 3H4Si04 + 12HF2A1F3 + 6HF + 3Na2C03 = 2Na3 A1F6 + 3C02 + 3H203HF + A1F3 + 3NaOH = Na3AlF6 + 3H205本专利技术各阶段产品的原料组分为(重量份): 氟硅酸钠氟硅酸(8 13%)氯化钠(25%) 冰晶石滤液2. 0 5. 2氟化铝氟硅酸(16%以上)氢氧化铝(100%)二氧化硅氟化铝副产水合硅酸(Si02本文档来自技高网...
【技术保护点】
磷化行业含氟废酸多级综合利用技术，其特别组分是（重量份）： 制取氟硅酸钠：氟硅酸（浓度８～１３％） ６．０～１０．０ 氯化钠（浓度２５％） ２．０～５．２ 冰晶石滤液 ４．０～５．０ 制取氟化铝： 氟硅酸（浓度１６％ 以上） ２５．０～３５．０ 氢氧化铝 ５．５～６．５ 制取二氧化硅：氟化铝副产水合硅酸（ＳｉＯ↓［２］） ５．０～１０．０ 氟硅酸钠副产稀盐酸水 １０．０～２０．０ 制取冰晶石： 碳酸钠或氢氧化钠 ０．５～１．０ 氢氟酸（ＨＦ，３０～４０％） ０．６５～１．２０ 二氧化硅滤液 ８．０～１２．０ 其特别配制方法：一种磷化行业含氟废酸多级综合利用技术，该含氟废酸主要成分是氟硅酸，以磷化行业副产的低浓度氟硅酸（８～１３％）与氯化钠反应制取氟 硅酸钠产品和稀盐酸水；以磷化行业副产的高浓度氟硅酸（１６％以上）与氢氧化铝反应制取氟化铝产品和水合硅酸（ＳｉＯ↓［２］）；以磷化行业副产的１３～１６％浓度氟硅酸，稀释至浓度８～１３％使用。取上述稀盐酸水投入不锈钢反应罐中，加温至８０℃左右，搅拌中加入水合硅酸（ＳｉＯ↓［２］），常压下加温至沸腾，约４０分钟后停止加温，静置３０分钟后，过滤得二氧化硅产品和二氧化硅滤液。将上述二氧化硅滤液投入反应器中加热至８０℃左右，缓慢加入纯碱或烧碱进行反应，调整ｐＨ值为６～７，搅拌１０分钟后停止搅拌，静置２小时，溢去上部清液，底部浓浆在搅拌中加入氢氟酸反应１０分钟后，停止搅拌，静置４０分钟后进行固液分离，滤膏烘干得冰晶石产品，冰晶石滤液回用于制取氟硅酸钠产品和稀盐酸水时作调配氟硅酸或氯化钠浓度使用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王永进，郭忠诚，王小赫，周菁，
申请(专利权)人：湖北天进工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。