[发明专利]湿法磷酸脱氟渣制备氟化钠的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种湿法磷酸脱氟渣制备氟化钠的方法。

背景技术

脱氟渣是湿法磷酸中脱氟工序产生的废渣，主要成分是氟硅酸钠，还含有少量磷酸、硫酸、有机质等杂质，直接排放不仅污染环境、占用土地资源、还造成氟资源的严重浪费，因此，需将脱氟渣实现资源化利用，避免造成环境污染。

利用湿法磷酸生产系统中的氟元素生产氟化钠产品已有报道，如中国专利CN101717097A提供了一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其也公开了纯碱与氟硅酸在水相中反应、制备氟化钠的过程，但是该过程需要严格控制实验条件，才能得到平均粒径为30-50um的氟化钠晶体，还需要大量的烧碱来除掉二氧化硅，工艺条件苛刻，生产成本高，该过程若采用本发明中的原料，不易得到粗大的氟化钠晶体，难以实现氟化钠与二氧化硅的分离。专利CN102001685B公开了一种氟化钠的制备方法，通过以氯化钾或碳酸钾为中间反应媒介，使氟化钠与二氧化硅的生成分别处于不同的阶段，从而解决了氟化钠和二氧化硅分离难的问题，但是该方法反应过程复杂，加入的钾盐成本高，而且会随着母液的循环不断富集，影响收率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产粗颗粒氟化钠晶体的方法，该方法还可解决氟化钠晶体与二氧化硅分离难的问题，实现脱氟渣的氟资源有效利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：湿法磷酸脱氟渣制备氟化钠的方法，包括如下步骤：

a、将湿法磷酸脱氟渣用母液配制成浆料，将碳酸钠用母液配制成溶液；

b、将步骤a配制的脱氟渣料浆和碳酸钠溶液加入反应结晶槽，同时加入步骤d得到的含细小氟化钠晶体的浆料，搅拌、反应得到含有氟化钠结晶和二氧化硅的料浆；

c、将步骤b得到的含有氟化钠结晶和二氧化硅的料浆连续送入稠厚器上部，同时连续将母液送入稠厚器下部进行逆流分离，稠厚器底部连续放出含母液和氟化钠晶体的料浆，稠厚器顶部溢流出含二氧化硅和母液的料浆；

d、将步骤c得到的含母液和氟化钠晶体的料浆进行过滤、洗涤；得到的粗颗粒氟化钠半成品烘干后即为氟化钠成品，得到的含细小氟化钠晶体的料浆返回步骤b使用；

e、将步骤c得到的含二氧化硅和母液的料浆进行过滤，分别得到SiO₂渣和滤液。

本领域技术人员可以理解的是，本发明采用的原料脱氟渣主要成分为氟硅酸钠，因此，直接采用氟硅酸钠或者主要含氟硅酸钠的其他工业副产品用于本发明也是可行的，属于常规替换，也应该属于本发明的保护范畴。

本发明步骤c所述的上部是指稠厚器中线以上的位置都可以，同理，所述的下部是指中线以下的位置，以保证两股物料的逆流分离；优选所述的上部是指中上部，优选所述的下部是指中下部，以避免二氧化硅从稠厚器底部流出，避免氟化钠从稠厚器顶部流出。对于物料流量，本领域技术人员可以理解的是，本发明可灵活控制其流量，利用氟化钠结晶体与二氧化硅生产物具有的不同沉降速度的特性，控制稠厚器内物料流速能够将两者分离即可。

本发明母液，特别是在生产的初始阶段，可以采用水、氟化钠溶液等替代母液。但是，为了节约水资源，节约成本，提高氟收率，减少废水排放，本发明所述的母液就是步骤e过滤得到的滤液，实现循环利用。同理，步骤d洗涤采用步骤e得到的滤液进行洗涤。

其中，上述方法步骤e中，过滤得到的滤液作为步骤a和c使用的母液以及步骤d洗涤使用的洗涤液。

其中，上述方法步骤d中，过滤、洗涤采用离心过滤机。

其中，上述方法步骤d中，过滤设备的过滤孔径为0.35～0.50mm。

其中，上述方法步骤b中，控制反应温度90±5℃，控制反应停留时间4～6小时。控制温度和时间有利于结晶的长大，结晶槽内需要不间断的搅拌，以保证物料的分散。含细小氟化钠晶体的浆料全部返回使用即可。

其中，上述方法步骤a中，脱氟渣配制的浆料比重为1.15～1.25g/ml，碳酸钠配制的溶液比重为1.20～1.30g/ml。本发明先将原料配制成适合比重的浆料或溶液，有利于物料的分散和计量，如果直接加入到结晶槽进行配制，反应不充分，时间长，结晶颗粒小，不利于工业生产。另外，在实际生产中，物料的加入量是由反应的终点平衡决定的，本工艺是以反应料浆的PH控制的，因此优选物料加入量使反应终点PH达到7.5-8.0，表示物料反应完全。如PH值较低，如6.0时，物料中有大量的氟硅酸钠。

其中，本发明步骤e所述的过滤可采用压滤的方式。