[发明专利]一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟资源回收利用领域，尤其涉及一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法。

背景技术

氟是电负性最强的元素，反应活性高于任何其它元素，电负性数值为4.0。氟离子是最不易极化的阴离子，氟离子直径为0.136nm。因氟原子的特异性，使氟材料具有许多优异的性能，如突出的化学稳定性、热稳定性、低表面能、介电、不燃、耐老化、耐腐蚀、自润滑、抗黏、抗污、耐高温、耐药物等等特性；被称之为“特效功能材料”，广泛应用于军工、航天航空、冶金、电子、纺织、轻工、医药和农业等等各个方面，也是其它工业不可或缺的配套材料，并成为迅速发展的化工新材料“黄金”产业。

现有氟化工生产的原料以萤石(CaF₂)为主，世界基础储量6亿吨，中国探明储量3.24亿吨，按19.4％的氟含量计算，世界和中国对应的氟资源为1.16亿吨和0.63亿吨。世界当前年消耗萤石500万吨，其中260万吨来自于中国。未来20年，中国萤石需求量为3700万吨，但中国具有开采价值的萤石富矿储量仅有3000万吨，因此不得不考虑中国氟化工发展面临的资源短缺问题。

磷矿的主要成分是氟磷灰石[Ca₅F(PO₄)₃]，其中含氟在2-4％之间，按2014年我国磷矿的开采量1.2亿多吨(折含30％P₂O₅)，按平均3％的氟含量计算，约有360万吨氟的资源。所以，包含饲料磷酸盐生产行业的磷化工，其所用磷矿中伴生的氟资源利用同样是可持续发展生产技术的重要命题。生产技术不仅要脱出磷矿伴生带来的氟化物，满足饲料磷酸盐的产品质量要求，而且要将脱氟产生的副产物作为氟资源加工与利用。

发明人在专利号ZL90105831.9(专利名称：重力浮选脱氟生产饲料级磷酸氢钙)，ZL94111776.6(专利名称：一种硫酸法生产磷酸及含磷溶液的方法)，ZL94111777.4(一种用盐酸制取萃取磷酸的方法)等系列的发明中，成功解决了湿法磷酸生产饲料磷酸盐的脱氟与经济的生产方法难题，并奠定了今天具有国内独创的饲料磷酸盐生产技术。其后在专利号ZL97107676.6，(专利名称：利用湿法磷酸盐废渣生产磷酸铵肥料的方法)，经济的解决了饲料磷酸盐脱氟渣作为肥料磷酸铵及复混肥基础磷源肥料的生产难题，使饲料磷酸盐生产企业获得了巨大的经济与社会效益。但是，作为今天可持续发展的湿法磷酸盐生产技术，现有的专利技术只解决了产品质量与效率的经济问题，而没有按可持续发展的要对资源进行充分的利用，为达到“取少做多，一矿多用”的资源利用最大化的发展理念，需要对现有技术进行创新。因此，需要对饲料磷酸盐生产的脱氟渣中的氟进行资源化的回收与利用。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种从饲料磷酸盐脱氟渣中回收氟资源的方法，依次包括如下步骤：

A、分解：将饲料磷酸盐生产时产生的脱氟渣，用酸溶液进行溶解，生成固体钙盐、磷酸和氟硅酸及其它杂质的混合物料，过滤分离出固体钙盐，得到滤液；

B、硅溶：步骤A所得的滤液中，加入活性氧化硅，进行溶解，得到混合液；

C、结晶：向步骤B所得的混合液中加入氟硅酸钠晶种和含钠的磷酸盐溶液，使氟硅酸钠固体沉淀结晶析出，得到析出物；

D、重结晶：步骤C所得的析出物经固液分离后，用稀磷酸进行再浆重结晶，得到重结晶物料；

E、固液分离：步骤D所得的重结晶物料进行固液分离，得到氟硅酸钠沉淀形式的氟资源和稀磷酸母液。

本方法的原理为：用酸溶解脱氟渣，使其中的所有钙元素生成钙盐进行分离，氟以氟硅酸的形式留在溶液中，然后加入活性硅反应使其全部以氟硅酸的形式留在溶液中，然后在有氟硅酸钠晶种的存在下，用磷酸钠盐沉淀出氟硅酸盐沉淀化合物，消除沉淀时的过饱和带来的包裹与沉淀结晶细小等生产的不足，充分回收了脱氟渣中的氟资源。

其中，步骤B的反应为：

6HF+SiO₂＝H₂SiF₆+3H₂O(4)

步骤C的反应为：