一种稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，该工艺采用醇类有机物作为萃取剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；在萃取剂中加入极性或非极性有机物作助剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；采取多级萃取工艺进行稀氟硅酸的萃取浓缩；采用减压蒸馏法进行萃取剂的回收再利用。采用本发明专利技术的工艺，萃取剂回收率在97%以上，萃取剂可以循环使用，有效使用次数在10次以上。且本发明专利技术所述工艺环保绿色，操作简单，具有明显的经济、环保、节水、节能效益。节能效益。

【技术实现步骤摘要】
一种稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺


[0001]本专利技术属于化学工程领域，具体来说，涉及磷化工企业副产的氟硅酸的回收利用领域。
技术背景
[0002]半导体、芯片及新能源产业的迅速发展，对无水氟化氢的需求逐年增加。萤石作为无水氟化氢的主要生产原料，面临日益枯竭和品位降低的状态。磷矿石中往往含2~4%的氟，由于磷矿储量巨大，所拥有的氟总量也非常可观，因此磷矿伴生氟资源越来越得到重视。
[0003]氟硅酸虽然是磷酸、磷肥工业的副产物，但作为重要的氟资源，也得到了广泛的重视和利用。氟硅酸不仅用于生产氟化钠、氟化氢、氟化铝、冰晶石等氟盐，还可用于制备四氟化硅和二氧化硅等含硅化合物。
[0004]利用氟硅酸制备无水氟化氢的工艺通过引进技术，在贵州瓮福蓝天氟化工有限责任公司的努力下已在全球实现了产业化，具有很好的经济效益。但氟硅酸浓度的高低直接影响无水氟化氢生产过程的成本和能耗，一般需要先进行原料氟硅酸的浓酸。氟硅酸的浓缩主要有四种方法：一、采用45
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55% P2O5的磷酸来浓缩和提纯15
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20%氟硅酸，可以得到30% 左右浓度的氟硅酸（德国专利1,243,802和1,095,859）；二、采用90%以上的浓硫酸使氟硅酸脱水，生成四氟化硅，四氟化硅挥发出来后，用稀氟硅酸吸收，即得浓度在40
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60%间的氟硅酸（美国专利3,645,678）；三、采用高分子胺来吸附浓缩氟硅酸，LA
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2可以较好的吸附氟硅酸(P. A. Tivnan et al. , 1982)；四、降膜蒸发浓缩法（中国专利ZL 2014 1.0062860.8）。前三种方法存在投资成本高、设备耐腐蚀要求高、工艺复杂等问题，后一种方法氟硅酸有一定的分解率，主要是因为氟硅酸是热敏性物质，在高浓度下受热容易分解，造成氟硅酸的损失。
[0005]液液萃取技术不仅具有萃取剂选择范围广、操作简单、能耗低、工艺技术成熟等优势，还可与其他单元操作如精馏、结晶等技术进行组合应用。该技术已广泛应用于核工业、冶金、化工工业，用于回收各类无机、有机酸。
[0006]萃取法应用于湿法磷酸副产氟硅酸的萃取处理研究，多见于中国专利。中科院南京土壤研究所（CN 200910264464.2）采用萃取剂净化氟硅酸，主要目的是去除酸中的磷，间接的实现了氟硅酸的浓缩。所用的萃取剂有脂肪醇（如正丁醇、正戊醇、正己醇）、磷酸脂（如磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等）、膦酸酯（如（异丙基膦酸二 （1
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甲基庚基）酯、（异丙基膦酸二 （2
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乙基己基）酯等）、烷烃（如正庚烷、正戊烷、异壬烷等）等。专利中未提及浓缩后的氟硅酸中有机溶剂的溶解情况，也未提及是否需要进一步处理。云南化工研究院和云南天安化工有限公司（CN 201410756767.7， CN 201510956068.1，CN 201510955081，CN 201711337356 .4）主要是用叔胺做萃取剂，烷烃做稀释剂，对氟硅酸进行溶剂萃取。萃取的有机相采用热分解的方法，将萃取得到的氟硅酸季铵盐减压除水后，再减压加热分解得到氟化氢和四氟化硅；或加入氨水制备氟化铵和二氧化硅。专利中未提及最终分解产物中胺的存在状态、回收方法和对现有国内采用氟硅酸生产无水氟化氢的工艺及装置的潜在影响和危害。多氟多
公司（CN 201010232881.1）采用的是C4‑
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的醇类（正丁醇、异戊醇、正辛醇等）来做萃取剂，主要目的是萃取氟硅酸中的磷，水相为低磷氟硅酸溶液。专利中未对水相中有机溶剂的含量进行研究，也未进行处理，而是直接在水中加入钙盐，得到的是氟硅酸钙产品。
[0007]现有专利中虽然提到可以采用各种萃取剂来萃取回收氟硅酸，但回收氟硅酸主要用途并非用于生产无水氟化氢；且在专利中均未提到浓缩后的氟硅酸中有机溶剂的溶解情况，也未提及是否需要进一步处理。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是：提供一种原料易得，辅助试剂较少，工艺简单，操作可行的浓缩稀氟硅酸的工艺技术。
[0009]本专利技术的技术方案是：一种稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，包括如下步骤：（1）采用醇类有机物作为萃取剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；（2）在萃取剂中加入极性或非极性有机物作助剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；（3）采取多级萃取工艺进行稀氟硅酸的萃取浓缩；（4）采用减压蒸馏法进行萃取剂的回收再利用；上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，原料稀氟硅酸可以来自生产磷肥、磷酸、磷酸盐等磷化工生产企业，且不限于此。浓度范围主要在8~18%之间。
[0010]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，工艺中萃取剂为苯甲醇、2
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乙基
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1,3
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己二醇、异戊醇、正丁醇、环己醇、正辛醇、正壬醇、正葵醇等有机醇类化合物，且不限于这些醇类化合物；在萃取剂中加入四氯化碳、苯、氯仿、TBP、MIBK或煤油等极性或非极性有机物作助剂，且不限于这些有机化合物。
[0011]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，采用有机醇类化合物作为萃取剂，极性或非极性有机物作助剂，通过多级萃取工艺对稀氟硅酸进行浓缩，操作条件为：水相与有机相的相比为1：1~1：12,混合时间为0.25~5h，分层时间为0.15~8h，转速为30~1000 rpm，温度为5~80℃。
[0012]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，采用有机醇类化合物作为萃取剂，极性或非极性有机物作助剂，通过萃取工艺对稀氟硅酸进行浓缩，萃取级数在1~5次，萃取方式可以是顺流萃取,也可以是错流萃取，且并不限于此。
[0013]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，采用有机醇类化合物作为萃取剂，通过多级萃取工艺对稀氟硅酸进行浓缩后，有机相可以通过减压蒸馏进行萃取剂的回收。操作条件为：真空度为0.03~0.01MPa，温度为40~90℃下进行减压蒸馏。
[0014]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，采用有机醇类化合物作为萃取剂，极性或非极性有机物作助剂，通过多级萃取工艺对稀氟硅酸进行浓缩，可以得到浓度为25~50%的浓氟硅酸。
[0015]上述氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，采用有机醇类化合物作为萃取剂，通过多级萃取工艺对稀氟硅酸进行浓缩，有机相通过减压蒸馏进行萃取剂的回收，萃取剂回收率在97%以上，萃取剂可以循环使用，有效使用次数在10次以上。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术避免了氟硅酸在浓缩到高浓度时受热易分解的缺点，工艺路线环保绿色，操作简单，具有明显的经济、环保、节水、节能效益，具有较好的工业化
前景。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的工艺流程图。
[0018]其中：1
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萃取釜Ⅰ；2
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萃取釜Ⅱ；3
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萃取釜Ⅲ；4
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减压蒸馏塔。
实施方式实施例1
[0019]在萃取器中加入浓度为16.70% 氟硅酸和萃取剂苯甲醇，w/o相比为1：6，放在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）采用醇类有机物作为萃取剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；（2）在萃取剂中加入极性或非极性有机物作助剂对稀氟硅酸进行萃取浓缩；（3）采取多级萃取工艺进行稀氟硅酸的萃取浓缩；（4）采用减压蒸馏法进行萃取剂的回收再利用。2.根据权利要求1所述的稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，其特征在于，原料稀氟硅酸来自磷化工生产企业，浓度范围在8~18%之间。3.根据权利要求1所述的稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，其特征在于，所述萃取剂为苯甲醇、2
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乙基
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1,3
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己二醇、异戊醇、正丁醇、环己醇、正辛醇、正壬醇、正葵醇中的一种。4.根据权利要求3所述的稀氟硅酸的多级萃取浓缩工艺，其特征在于，在萃取剂中加入四氯化碳、苯、氯仿、TBP、MIBK或煤油作助剂。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李白玉，刘松林，谢娟，杨加友，隋岩峰，朱静，李天祥，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：