淺談濕法磷酸氟硅酸渣回收技術(shù)

張猛

摘要：濕法磷酸制備過程中會產(chǎn)生大量的氟硅酸，氟是一種重要物質(zhì)資源，因此有必要對氟硅酸渣進(jìn)行有效回收。本文對濕法磷酸氟硅酸渣回收技術(shù)進(jìn)行探討，分析回收技術(shù)原理和相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，明確了濕法磷酸氟硅酸渣回收的技術(shù)關(guān)鍵，對以后磷酸濕法氟硅酸渣的回收具有促進(jìn)和推動作用。

關(guān)鍵詞：氟硅酸渣;濕法;磷酸;回收技術(shù)

1 引言

磷酸是磷化工工業(yè)生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，具有廣泛的應(yīng)用，常見于食品、肥料和制藥等行業(yè)，還可以用作食品的添加劑、分散劑和腐蝕劑等。磷酸的常見生產(chǎn)方式有兩種，分別為熱法磷酸和濕法磷酸。因?yàn)闊岱姿嵝枰暮艽蟮哪芰?，所以熱法磷酸的使用逐步降低，濕法磷酸逐步成為了磷酸生產(chǎn)的重要方式和發(fā)展方向。在濕法磷酸中二水物法生產(chǎn)濕法磷酸已經(jīng)成為了應(yīng)用最為廣發(fā)的磷酸生產(chǎn)方法，此法在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的雜質(zhì)，其中氟就是雜質(zhì)中的一種重要物質(zhì)。在濕法磷酸的生產(chǎn)過程中，氟的多少會對濕法磷酸的工藝生產(chǎn)效果造成一定的影響，因此，應(yīng)當(dāng)采取行之有效的方法來消除氟對工藝生產(chǎn)的影響。含氟物質(zhì)會對環(huán)境造成危害，不能直接排放到環(huán)境當(dāng)中，同時，氟是一種具有高附加值的物質(zhì)資源，更應(yīng)當(dāng)采取有效措施促進(jìn)濕法磷酸氟硅酸渣回收。在自然界中，氟物質(zhì)資源獲取的途徑包括天然冰晶石、磷礦石和螢石，但是螢石礦物因國家戰(zhàn)略資源的緣故已經(jīng)被限制開采了，而濕法磷酸氟硅酸渣回收可以有效對含氟物質(zhì)的回收利用，可以擴(kuò)大行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，緩解含氟礦物質(zhì)資源匱乏的緊張問題。

2 濕法磷酸過程當(dāng)中氟資源的分布

濕法生產(chǎn)作為制備磷酸的重要方法，基本原理是通過無機(jī)酸分解磷礦粉進(jìn)行磷酸制備，利用硫酸分解磷礦是濕法磷酸生產(chǎn)當(dāng)中最基本的方法。在磷酸制備的過程中，為了產(chǎn)生不同等級的磷酸，應(yīng)當(dāng)采取有效舉措對磷酸進(jìn)行濃縮，在整個濕法磷酸的生產(chǎn)過程中，含有高附加值的氟物質(zhì)，應(yīng)當(dāng)采取合理措施對含氟物質(zhì)進(jìn)行回收利用。濕法磷酸所生產(chǎn)的磷酸中的含氟物質(zhì)占比百分之七十至百分之八十;磷石膏中的含氟物質(zhì)占比百分之十五至百分之三十;氣相含氟物質(zhì)占比百分之三至百分之五，含氟物質(zhì)主要出現(xiàn)在磷酸的制備階段和磷酸的濃縮階段。

在磷酸的制備階段，磷礦在硫酸的作用下被分解，磷礦中的含氟物質(zhì)也會被分解二產(chǎn)生氟化氫氣體。磷礦當(dāng)中含有活性硅，活性硅能夠與產(chǎn)生的氟化氫氣體產(chǎn)生四氟化硅和氟硅酸根等物質(zhì)。四氟化硅極易和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氟硅酸。濕法磷酸制備過程中，液相的含氟物質(zhì)主要是氟硅酸和其他的氟化物;氣相的含氟物質(zhì)主要是四氟化硅和氟化氫氣體;固相的含氟物質(zhì)主要是在后續(xù)處理當(dāng)中的氟硅酸渣等。

3濕法磷酸氟硅酸渣回收技術(shù)

3.1濕法磷酸過程中的固體廢渣成分

濕法磷酸過程中會產(chǎn)生多種物體廢渣，各種廢渣的含量也存在著很大的差別。廢渣的主要成分包括氟硅酸鈉、五氧化二磷、氧化鈣、三氧化硫、二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁以及氧化鎂等物質(zhì)，其中的五氧化二磷、氟硅酸鈉和二氧化硅的含量比較高。在濕法磷酸過程中的固體廢渣中，氟硅酸鈉中重要的含氟物質(zhì)，應(yīng)當(dāng)采取有效措施對氟進(jìn)行回收，讓氟資源得到充分利用。

3.2濕法磷酸氟硅酸渣回收原理分析

濕法硅酸在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生的液相氟的回收通常是將氟硅酸和鈉鹽進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)會產(chǎn)生氟硅酸鈉，但是氟硅酸鈉的市場價值低，并且氟硅酸鈉的附加值相對較低，氟硅酸渣沒有得到高效的回收利用。濕法硅酸在生產(chǎn)過程中還會存在硅基產(chǎn)物，在其后續(xù)處理當(dāng)中也會產(chǎn)生含氟硅渣。因此，在濕法磷酸生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)對固相含氟資源進(jìn)行回收利用，增加附加值。

3.3濕法磷酸氟硅酸渣回收常見技術(shù)

3.1.1氟硅酸鈉高附加值轉(zhuǎn)化技術(shù)

氟硅酸鈉的高附加值轉(zhuǎn)化技術(shù)是將氟硅酸鈉和氟化銨溶液進(jìn)行反應(yīng)以后，再進(jìn)行氨化處理。通過此種方法可以得到氟化鈉、白炭黑和氟化銨溶液。其中，氟化銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到百分之四十。利用氟化銨溶液可以進(jìn)一步制備多種含氟物質(zhì)，提升了產(chǎn)物附加值。

3.1.2含氟硅酸渣的循環(huán)利用技術(shù)

含氟硅酸渣的循環(huán)利用技術(shù)通過利用含有二氧化硅的廢渣添加到濕法磷酸生產(chǎn)過程，提高氫氟酸轉(zhuǎn)化四氟化硅的效率。因?yàn)樗姆璧恼魵鈮罕容^大，容易在反應(yīng)過程當(dāng)中溢出，通過添加二氧化硅可以提高氣相氟的回收效率。含氟硅酸渣的循環(huán)利用技術(shù)具有明顯的有點(diǎn)，能夠?qū)⒐滔嗟暮鷱U渣進(jìn)行循環(huán)利用，將氟資源轉(zhuǎn)化為氣相氟，提高氟的回收利用率。

3.1.3利用氟硅酸渣制取氟產(chǎn)品技術(shù)

利用氟硅酸渣制取氟產(chǎn)品技術(shù)，主要通過硫酸和氟硅酸渣進(jìn)行反應(yīng)，將氟硅酸渣轉(zhuǎn)化為氟硅酸，再利用氟硅酸制備氫氟酸、無水氟化氫等物質(zhì)。在制備氫氟酸的過程中還可以產(chǎn)生磷酸鈣等物質(zhì)。利用氟硅酸渣制取氟產(chǎn)品技術(shù)可以將固相氟資源進(jìn)行回收利用，還能夠聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。

4結(jié)語

氟是重要的物質(zhì)資源，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中具有重要作用。氟化物和相應(yīng)的含氟物質(zhì)廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療等領(lǐng)域，但因?yàn)槲炇Y源的短缺和限制開采導(dǎo)致我國氟化工行業(yè)發(fā)展受到極大影響。濕法磷酸會產(chǎn)生大量的含氟物質(zhì)，采用合理技術(shù)對這些含氟物質(zhì)進(jìn)行回收利用，不但可以實(shí)現(xiàn)氟資源的回收利用，而且可以降低對環(huán)境的污染、提高濕法磷酸的經(jīng)濟(jì)附加值，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。濕法磷酸氟硅酸渣回收技術(shù)的關(guān)鍵在于含氟廢渣的循環(huán)利用。含氟廢渣的循環(huán)利用還能夠促進(jìn)液相氟和氣相氟的回收，提高整個濕法磷酸過程的氟回收利用率，提高資源利用效率，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，提高企業(yè)附加經(jīng)濟(jì)效益，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

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