[发明专利]一种氟硅酸和二氧化硅混合料浆的分离提纯方法及系统

说明书

本发明提供了一种氟硅酸和二氧化硅的混合料浆分离提纯方法及系统。包括以下步骤：S1：将混合料浆经过固液分离器进行固液分离，得到分离的氟硅酸和二氧化硅；S2：向二氧化硅中通入低压水蒸气，对二氧化硅进行提纯；S3：对提纯后的二氧化硅进行洗涤、搅拌；S4：对洗涤后的二氧化硅进行干燥。本发明大幅降低了含氟硅渣的氟含量，提高了产品的纯度，提高了比表面积，提高了表面活性和分散性能；生产成本低，减少了固体废弃物排放，保护了环境，适宜大范围推广。

技术领域

本发明涉及无机酸和二氧化硅分离提纯技术领域，尤其涉及一种氟硅酸和二氧化硅混合料浆的分离提纯方法及系统。

背景技术

在磷酸生产和氟化氢生产过程中，会副产氟硅酸和二氧化硅的混合料浆。该产物来自于用磷矿石(3Ca₃(PO₄)₂CaF₂)生产磷酸的过程，其中的氟大多数情况下以四氟化硅气体形式逸出，经水洗吸收方式生成氟硅酸和二氧化硅的混合料浆，由于氟离子和氢氧根离子的化学键能的接近，在酸性环境下四氟化硅气体和水反应是一个分步骤的可逆反应，其反应机理如下：

总反应化学方程式：

生成的氟化氢继续与四氟化硅进行可逆反应，生成氟硅酸：

因此，氟硅酸和二氧化硅料浆的混合物具有复杂的离子状态，二氧化硅固体具有多孔性和很强的吸附能力，在生产过程中，反应生成的二氧化硅表面吸附有大量游离氟离子，其无定形结构内形成的空腔包含大量具有复杂离子状态的氟元素，难以分离。氟元素主要以游离氟和晶格氟的形式存在，游离氟约占70％，主要是粘附在二氧化硅表面的氟硅酸，可通过漂洗除去；晶格氟约占30％，是二氧化硅结晶时溶液中的氟占据了氧元素的位置，产生结晶缺陷所致。由于晶格氟与硅原子形成了化学键，故物理洗涤无法除去。因此，二氧化硅中含有一定数量对环境有危害的氟，直接排放不仅污染环境，而且也是一种资源浪费。随着我国磷肥工业的发展，含氟硅渣产生的数量越来越多，副产含氟硅渣的利用已经成为磷肥工业面临的亟待解决的问题。

现有方法中，对二氧化硅的分离提纯方法主要是：将二氧化硅用传统板框过滤机过滤的方式进行固液分离，得到氟硅酸溶液和二氧化硅滤渣，之后二氧化硅滤渣经过高温煅烧，去除氟元素。但该方法由于加热温度较高，会破坏二氧化硅的微观结构，降低其吸油值和比表面积，严重影响二氧化硅的性能，降低二氧化硅的利用价值。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种氟硅酸和二氧化硅混合料浆的分离提纯方法及系统，其解决了现有技术中存在二氧化硅的性能降低，利用价值不高的问题。

本发明一方面提供一种氟硅酸和二氧化硅混合料浆的分离提纯方法，包括以下步骤：

S1：将混合料浆经过固液分离器进行固液分离，得到分离的氟硅酸和二氧化硅；

S2：向二氧化硅中通入低压水蒸气，对二氧化硅进行提纯；

S3：对提纯后的二氧化硅进行洗涤、搅拌；

S4：对洗涤后的二氧化硅进行干燥。

进一步，步骤S1中，所述固液分离的方法为过滤法。

进一步，步骤S2中，所述低压水蒸气的温度为100-200℃。

本领域技术人员可知，本发明中所述的低压水蒸气的压力为小于1.57MPa的饱和蒸汽。