[发明专利]磷化行业含氟废酸多级综合利用技术

说明书

技术领域：

本发明涉及无机化工领域，特别是用于磷化行业含氟废酸多级综合利用技术。 

背景技术：

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(SiO₂)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+SiO₂→SiF₄↑+2H₂O 

3SiF₄+4H₂O→2H₂SiF₆+SiO₂+2H₂O 

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。如中国发明专利：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，即：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+2HCl 

H₂SiF₆+2Al(OH)₃→2A1F₃+SiO₂+4H₂O 

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(HCl)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(SiO₂)，因其中二氧化硅(SiO₂)的多孔及吸附性能，其间杂有一定量的F^-、Al⁺⁺⁺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(HCl)浓度达到4～5％，氟(F^-)离子含量为4000～8000mg/L；固废物水合硅酸(SiO₂)中，铝(Al⁺⁺⁺)离子含量为1.68～7％，氟(F^-)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(HCl)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卷第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(SiO₂)，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，如发明专利(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——氟硅酸(H₂SiF₆)生产氟硅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(SiO₂)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。 

发明内容：

本发明的目的，是对磷化行业所副产的含氟废酸——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。 

为实现本发明磷化行业含氟废酸多级综合利用技术的目的，发明人经过长期的研究、分析、试验，采用如下的处理工艺和利用技术，获得成功。