本發明專利技術涉及一種用磷肥副產氟硅酸銨制備氟化鉀聯產超細白炭黑的方法，將濃度為20%～40%的氟硅酸銨溶液，在80℃～85℃下，與30%～35%氫氧化鉀溶液反應，反應終點pH值在8～10，反應尾氣作為制備氟硅酸銨固體的中和原料，反應料漿經陳化后進行熱過濾，固相進行洗滌、干燥，得到白炭黑產品，液相進行濃縮結晶、干燥或濃縮后噴霧干燥，得到氟化鉀產品。本發明專利技術獲得了高附加值的氟化鉀產品，同時聯產超細白炭黑產品；無廢水、廢氣和固廢排放，其工藝簡單、成本低廉、環境友好、經濟效益高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及磷肥生產中含氟尾氣的利用方法，具體地說是一種。
技術介紹
磷肥生產中萃取磷酸、磷酸濃縮等工序，會產生大量的含氟尾氣(SiF4+HF)。工藝上通常需要配套洗滌裝置，現有的吸收工藝主要采用水吸收含氟尾氣生成重量百分比濃度8%~18%的氟硅酸加以回收。規模較大的磷肥企業是將回收的氟硅酸與鈉鹽反應生成氟硅酸鈉作為產品出售，產品低端同時產生大量酸性污水，需要配套污水處理裝置，氟收率低，污水處理費用大，產品成本高，經濟效益差。規模較小的磷肥企業甚至將其稀釋處理后排放，造成資源浪費和環境污染。申請號為CN200710066136.2的專利申請氟硅酸氨化制高補強性白炭黑及高濃度氟化銨的方法，以氟硅酸和氨水為原料進行分步氨化反應，過濾、洗滌、干燥制得白炭黑；申請號為CN201010183204.5的專利申請，氟硅酸氨化連續制取白炭黑和氟化銨的方法涉及一種化工生產方法，特別涉及一種制取白炭黑和氟化銨的方法。上述技術均以濕法磷酸副產氟硅酸和氨水為原料，而水洗含氟尾氣生產氟硅酸本身收率低、工藝落后，磷礦中有20~50%氟資源沒有回收，資源利用不充分。申請號為01108196.1的專利申請，涉及利用磷肥生產中的含氟廢氣生產氟的系列化合物和有著高比表面積沉淀二氧化硅(白炭黑)的方法，用氟化銨或氨直接吸收系統氟尾氣生產氟硅酸銨，再氨化得到氟化銨和白炭黑，最后以氟化銨為原料獲得系列氟化物，該技術工藝流程簡單，氟、硅資源回收率高，可獲得高附加值氟化物，但以氨吸收磷肥系統尾氣氟，氨易逸出、利用率低、污染環境；制取氟化物工藝路線較長，成本較高，其中由氟硅酸銨轉化為氟化銨，需兩段氨化工序。中國專利ZL201010200763.2公開了一種利用磷肥生產中含氟尾氣制備氟硅酸銨的方法，用氟硅酸銨結晶母液作為洗滌液用于吸收磷肥含氟尾氣，得到高濃度的含氟富液，再用氨中和，過濾，將濾液冷卻并析出氟硅酸銨結晶，經液固分離得到氟硅酸銨結晶母液和氟硅酸銨固體產品，氟硅酸銨結晶母液再返回到磷肥氟吸收系統中作為洗滌液，循環吸收含氟尾氣。該技術工藝流程簡單，氟、硅資源回收率高，但局限于氟硅酸銨低端產品。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術的不足，提供一種，可以獲得高附加值氟化物。本專利技術所述氟硅酸銨為磷肥生產中含氟尾氣經過吸收系統、加氨中和制得的固體氟硅酸銨，包括如下步驟:A、溶解固體氟硅酸銨，制成重量百分比濃度為20%~40%的氟硅酸銨溶液，溶液溫度控制在80°C~90°C ；B、向氟硅酸銨溶液中加入重量百分比濃度為30%~35%氫氧化鉀溶液，投料比按nKOH/n (NH4)2SiF6的摩爾比為6.2:1，進行液-液攪拌反應，反應溫度控制在80°C~85°C、反應時間為0.5~lh、反應終點pH值在8~10，得到白炭黑沉淀和氟化鉀溶液混合料漿，反應尾氣作為制備氟娃酸銨固體的中和原料；C、將上述步驟B得到的料漿經陳化0.5~Ih后進行熱過濾；D、將步驟C得到的固相進行洗滌、干燥，得到白炭黑產品；E、將步驟C得到的液相進行濃縮結晶、干燥或濃縮后噴霧干燥，得到氟化鉀產品。為使該反應更充分,步驟B采用液-液反應,反應方程式如下:(NH4)2SiF6+6K0H—2NH3 t +SiO2 I +6KF反應需要嚴格控制pH值，防止氫氧化鉀過量，否則過量的氫氧化鉀極易發生如下副反應:Si02+2K0H — K2Si03+H20這樣不僅浪費了原料，消耗了熱能，而且還導致目標產品氟化鉀的純度以及二氧化硅的收率均有所降低。進一步的，步驟D的洗滌水返回至步驟A，用于溶解氟硅酸銨固體。其好處在于充分回收利用洗滌水中的氟化鉀，提高氟化鉀產品的收率。進一步的，步驟A獲得的氟硅酸銨溶液重量百分比濃度為20%~25%，其好處在于該濃度下氟化鉀收率最高且白炭黑收率穩定。進一步的，步驟B反應終點pH值在8.5~9.5。其好處在于該反應終點下氟化鉀收率最大、純度最高，且氟化鉀中游離堿達標。本專利技術的有益技術效果在于:一、延長了產品鏈，獲得了高附加值的氟化鉀產品，純度穩定在98.5%以上，達到HG/T2829-2008合格品的要求，同時還獲得了超細白炭黑產品；二、反應過程中產生的含氨反應尾氣可以全部返回用于中和磷肥副產的氟硅酸，可以減少氟硅酸銨的制備成本；三、白炭黑的洗滌液返回全部用來溶解固體氟硅酸銨，無廢水排放，可以進一步降低生產成本。【附圖說明】圖1為本專利技術工藝流程圖。【具體實施方式】氟硅酸銨的制備采用中國專利ZL201010200763.2公開的方法:如圖1所示，用氟硅酸銨結晶母液作為磷肥氟吸收系統中的洗滌液，吸收磷肥含氟尾氣，得到高濃度的含氟富液，經壓濾機過濾固體雜質，液相送入噴射中和器用氨中和，經冷卻結晶器結晶、壓濾機過濾，得到氟硅酸銨結晶母液和氟硅酸銨固體產品，氟硅酸銨結晶母液返回到磷肥氟吸收系統。也可以按照中國專利ZL201010200763.2在
技術介紹
中介紹的常規加氨中和法。即:將磷肥含氟尾氣吸收系統得到的氟硅酸引入中和槽中與氨中和，得到含氟硅酸銨的溶液，當氟硅酸中夾帶的磷酸影響到產品重量時，加理論用量的110%鐵粉，經壓濾機過濾二氧化硅等固體雜質，再經濃縮、干燥得到氟硅酸銨固體產品。下述物質濃度如無特別說明，均為重量百分比濃度。實施例1將氟硅酸銨和氫氧化鉀分別配置成氟硅酸銨溶液濃度20%、氫氧化鉀溶液濃度35%。氟硅酸銨溶液加入反應器中，在85°C溫度下，以不大于4ml/min速度緩慢加入氫氧化鉀溶液，氫氧化鉀溶液加入量按nKffl/n (麗 4)2SiF6摩爾比6.2:1計，攪拌，反應Ih后，達到滴定終點pH值9.0時，停止反應，制得含白炭黑沉淀和氟化鉀溶液的料漿，反應尾氣為氨氣和水蒸汽的混合物，返回作為制備氟硅酸銨固體的中和原料。反應料漿經陳化0.5h后送壓濾機趁熱過濾，固相為含水白炭黑，液相為氟化鉀溶液。白炭黑經三級逆流洗滌、及干燥器干燥得到白炭黑產品，一次洗滌液送至溶解槽用來溶解固體氟硅酸銨；氟化鉀溶液經蒸發濃縮器結晶，噴霧干燥器干燥后得到氟化鉀固體產品。實施例2方法同實施例1。其中，氟硅酸銨溶液濃度為20%，氫氧化鉀溶液濃度為35%，反應溫度控制在90°C，滴定終點pH值8.5。實施例3方法同實施例1。其中，氟硅酸銨溶液濃度為20%，氫氧化鉀溶液濃度為35%，反應溫度控制在85°C，滴定終點pH值8.0。實施例4方法同實施例1。其中，氟硅酸銨溶液濃度為30%，氫氧化鉀溶液濃度為35%，反應溫度控制在85°C，滴定終點pH值9.0。實施例5方法同實施例1。其中，氟硅酸銨溶液濃度為40%，氫氧化鉀溶液濃度為30%，反應溫度控制在85°C，滴定終點pH值9.5。實施例6方法同實施例1。其中，氟硅酸銨溶液濃度為20%，氫氧化鉀溶液濃度為30%，反應溫度控制在80°C，滴定終點pH值10，反應0.5h。表1為各實施例白炭黑廣品質量指標，表2為各實施例氣化鐘廣品質量指標。表1:白炭黑廣品質量指標本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用磷肥副產氟硅酸銨制備氟化鉀聯產超細白炭黑的方法，所述氟硅酸銨為磷肥生產中含氟尾氣經過吸收系統、加氨中和制得的固體氟硅酸銨，包括如下步驟：A、溶解固體氟硅酸銨，制成重量百分比濃度為20%～40%的氟硅酸銨溶液，溶液溫度控制在80℃～90℃；B、向氟硅酸銨溶液中加入重量百分比濃度為30%～35%氫氧化鉀溶液，投料比按nKOH/n(NH4)2SiF6的摩爾比為6.2：1，進行液?液攪拌反應，反應溫度控制在80℃～85℃、反應時間為0.5～1h、反應終點pH值在8～10，得到白炭黑沉淀和氟化鉀溶液混合料漿，反應尾氣作為制備氟硅酸銨固體的中和原料；C、將上述步驟B得到的料漿經陳化0.5～1h后進行熱過濾；D、將步驟C得到的固相進行洗滌、干燥，得到白炭黑產品；E、將步驟C得到的液相進行濃縮結晶、干燥或濃縮后噴霧干燥，得到氟化鉀產品。
【技術特征摘要】
1.用磷肥副產氟硅酸銨制備氟化鉀聯產超細白炭黑的方法，所述氟硅酸銨為磷肥生產中含氟尾氣經過吸收系統、加氨中和制得的固體氟硅酸銨，包括如下步驟: A、溶解固體氟硅酸銨，制成重量百分比濃度為20%~40%的氟硅酸銨溶液，溶液溫度控制在80°C~90°C ； B、向氟硅酸銨溶液中加入重量百分比濃度為30%~35%氫氧化鉀溶液，投料比按nKOH/n (NH4) 2SiF6的摩爾比為6.2:1，進行液-液攪拌反應，反應溫度控制在80°C~85°C、反應時間為0.5~lh、反應終點pH值在8~10，得到白炭黑沉淀和氟化鉀溶液混合料漿，反應尾氣作為制備氟娃酸銨固體的中和原料； C、將上...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周玉新，沈浩，郭嘉，張斌，劉祎，劉榮，廖厚琪，朱英俊，彭克榮，
申請(專利權)人：安徽六國化工股份有限公司，武漢工程大學，
類型：發明
國別省市：
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