專(zhuān)利名稱：除硅、消除氟污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氟化鋁一次母液除硅、制造高分子比冰晶石、消除氟污染的方法。
國(guó)內(nèi)氟化鹽生產(chǎn)廠通常稱濕法生產(chǎn)氟化鋁工藝過(guò)程中分離氟化鋁后的殘液為一次母液。這種母液一般是由AlF3、HF、H2SiF6、Al2(SiF6)3、AlFSO4等多種氟絡(luò)合成物組成。母液中F、Al等有用成分含量分別為F18-30g/l，Al6-8g/l，硅等雜質(zhì)含量分別為SiO24-8.5g/l，F(xiàn)e2O30.03-0.06g/l，SO48-16g/l。對(duì)其中有用成分國(guó)內(nèi)目前采用以下兩種回收方法。
1、低分子比冰晶石法本法是在氟化鋁一次母液中加入氟鋁酸和純堿，以生成低分子比冰晶石，氟化鋁母液中的硅以可溶性膠留在二次母液中，
2、堿式氟化鋁沉淀法本法基本原理是隨著溫度的升高，溶液中AlF3發(fā)生水解生成堿式氟化鋁和HF
水解產(chǎn)生的HF和母液中游離的HF與Al(OH)3作用生成Al(OH·F)3·H2O沉淀，
所得到的堿式氟化鋁可作為生產(chǎn)AlF3的原料。
以上兩種回收方法在F、Al等資源回收，降低氟化鋁母液污染負(fù)荷方面起到了一定作用，但也存在著以下不足1、堿式氟化鋁沉淀法回收物僅可作為生產(chǎn)原料，需二次加工，F(xiàn)、Al回收率不高，分別為75%和35%;
2、低分子冰晶石法除F、Al收率不高外，尚存在操作條件控制、冰晶石硅等雜質(zhì)含量過(guò)高，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證;
3、兩種回收方法均需在高溫下進(jìn)行，能源消耗較高。
本發(fā)明的目的是提供一種除硅方法，該方法可以提高F、Al的回收率，降低能源消耗，提高回收產(chǎn)品冰晶石質(zhì)量，徹底消除母液對(duì)環(huán)境的污染。
本發(fā)明提供了兩種技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖分別說(shuō)明兩種技術(shù)方案。


圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖。
技術(shù)方案一1、氟化鋁一次母液除硅1.1在氟化鋁一次母液中投入適量的NaCl或Na2SO4等可溶性鈉鹽，使用母液中SiF6-2與Na+形成Na2SiF6過(guò)飽和溶液而結(jié)晶析出，其反應(yīng)為
(未配平)經(jīng)過(guò)濾分離得Na2SiF6，濾液為含微量SiF6-2的氯化鋁、氯化鈉或硫酸鋁、硫酸鈉的混合液，從而達(dá)到母液除硅的目的。本方法鈉鹽實(shí)際投加量為SiF6-2、Al+3分別生成Na2SiF6、Na3AlF6g理論計(jì)算量再過(guò)量10-15%。
1.2經(jīng)干燥，得Na2SiF6成品，它是一種化工產(chǎn)品;
2、用除硅后的母液合成冰晶石;
2.1在冰晶石合成槽中加入50%的除硅后的母液;
2.2再加氫氟酸HF，使其過(guò)量100%;
2.3攪拌、反應(yīng)。啟動(dòng)攪拌器攪拌，同時(shí)將剩下的50%的除硅母液倒入合成槽中，再反應(yīng)10-20分鐘，停止攪拌，其反應(yīng)式
2.4靜置沉淀半小時(shí)，傾去清液、軟膏部分過(guò)濾、水洗、干燥得到冰晶石產(chǎn)品。
3、母液最終中和處理本工藝方法除硅、合成冰晶石后所剩殘液為低氟酸性廢水可用常規(guī)的石灰石、石灰中和法處理，經(jīng)過(guò)濾后濾液含氟量小于30mg/l，過(guò)濾截留的固形物主要為Ca2F2SO4、Ca2F2SiO3等，可與制酸工序所產(chǎn)生的Ca2F2SO4一并用作水泥、建材等原料，不產(chǎn)生二次污染。
技術(shù)方案二冰晶石與氟化鋁同時(shí)生產(chǎn)的廠家可采用下述方法1、按照技術(shù)方案一中所述的氟化鋁一次母液除硅后，得到的Na2SiF6;
2、將Na2SiF6加入冰晶石母液中，使用Na2CO3脫硅生產(chǎn)NaF;
3、合成，加AlF3，合成冰晶石nNaF·AlF3，經(jīng)過(guò)濾、干燥得冰晶石成品;
4、母液最終中和處理排放，與技術(shù)方案一相同。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果1、比較徹底地消除氟化鋁一次母液的氟污染;
2、合理利用了母液中鋁、氟等資源，提高回收產(chǎn)品氟硅酸鈉和冰晶石質(zhì)量;
3、降低了能源消耗及運(yùn)行成本。
下面給出兩個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例一將盛有1升含氟硅酸0.2552N、含鋁3.25g/l氟化鋁一次母液的塑料杯置于磁力攪拌器上，在不斷攪拌的條件下于其中加入60g精鹽，溶解反應(yīng)30分鐘，停止攪拌，取下燒杯，將杯中母液倒入事先鋪有濾布的真空過(guò)濾系統(tǒng)固液分離，過(guò)濾結(jié)束后將抽濾瓶中之濾液倒入干凈的塑料杯中備用，濾布上截留的Na2SiF6固體用4-5倍固體體積自來(lái)水洗滌，真空抽濾至無(wú)游離水下滴，然后將濾布上的Na2SiF6固體轉(zhuǎn)移到已稱重編號(hào)的濾紙上待測(cè)。
將塑料杯中的過(guò)濾液預(yù)熱至45-50℃，分出50%于另一預(yù)先加入按1升濾液體積計(jì)算量氫氟酸的塑料杯中，在磁力攪拌器不斷攪拌下，將另50%濾液連續(xù)倒入其中，再攪拌反應(yīng)10-15分鐘，停止攪拌靜置三十分鐘后傾出上清液，杯底軟膏(Na3AlF6固形物)用上述同樣方法過(guò)濾洗滌，固形物與上述同樣方法轉(zhuǎn)移到濾紙上待測(cè)。
將上述兩部分固形物于110℃干燥至恒重，稱量得Na2SiF621.532g，Na3AlF620.1426g。Na2SiF6、Na3AlF6產(chǎn)品分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2。
表1 冰晶石(NaSAIF6)分析結(jié)果
表2 氟硅酸鈉(Na2SiF6)分析結(jié)果
實(shí)施例二與實(shí)施例一同樣條件進(jìn)行試驗(yàn)，濾布截留的Na2SiF6固形物不水洗，直接轉(zhuǎn)移到燒杯中用300ml冰晶石母液調(diào)成漿料，另取一燒杯于其中加入700ml冰晶石母液，經(jīng)測(cè)試水晶石母液可溶性Na2SiF6含量為13.845g/l，總酸含量為0.11N，反應(yīng)系統(tǒng)液固兩部分Na2SiF6量為35.1g/l，按計(jì)算量的125%投入工業(yè)品Na2CO3，則Na2CO3量為55克。將盛有700ml母液的燒杯置于磁力攪拌器上加熱、攪拌，將55克Na2CO3慢慢加入燒杯中，當(dāng)溫度升至90-95℃時(shí)，再將Na2SiF6漿料慢慢的加入其中，保持90-95℃溫度反應(yīng)10-15分鐘，停止攪拌，將杯中反應(yīng)液傾入過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾除雜，得濾液1.025升，實(shí)測(cè)濾液中NaF含量為38.2克/l，Na2CO3含量為5.13克/l，計(jì)算NaF收率為81%，比NaF液體可用常規(guī)方法合成冰晶石。
上述工藝方法中最終排放水可采用石灰石或石灰中和處理，因方法成熟，各實(shí)施例中不再示范說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種除硅、消除氟污染的方法，其步驟有(3)、母液最終排放處理；本發(fā)明的特征是它的步驟還有(1)、氟化鋁一次母液除硅(1.1)在氟化鋁一次母液中投入適量的NaCl或Na2SO4等可溶性鈉鹽，(1.2)經(jīng)干燥，得Na2SiF6成品，(2)、用除硅后的母液合成冰晶石(2.1)在冰晶石合成槽中加入50%的除硅后的母液；(2.2)再加氫氟酸HF，使其過(guò)量100%；(2.3)攪拌、反應(yīng)，啟動(dòng)攪拌器攪拌，同時(shí)將剩下的50%的除硅母液倒入合成槽中。(2.4)靜置沉淀半小時(shí)，傾去清液，軟膏部分過(guò)濾、水洗、干燥得到冰晶石產(chǎn)品。
2.一種除硅、消除氟污染的方法，其步驟有(4)、母液最終中和處理，本發(fā)明的特征是它的步驟還有(1)、氟化鋁一次母液除硅(1.1)在氟化鋁一次母液中投入適量的NaCl或Na2SO4等可溶性鈉鹽，(1.2)經(jīng)干燥，得Na2SiF6成品，(2)、將Na2SiF6加入冰晶石母液中，使用Na2CO3脫硅生產(chǎn)NaF;(3)、合成，加AlF3，合成冰晶石nNaF·AlF3，經(jīng)過(guò)濾、干燥得冰晶石成品。
全文摘要
本發(fā)明提供了兩種除硅、制造高分子比冰晶石，消除氟污染的方法，其技術(shù)要點(diǎn)是1、首先用鈉鹽在氟化鋁母液中除硅，得氟硅酸鈉成品，再加氫氟酸合成生成冰晶石，最后中和排放；2、冰晶石與氟化鋁同時(shí)生產(chǎn)的廠家在除硅后得到的氟硅酸鈉最好不作產(chǎn)品出售，而將其與冰晶液一并用碳酸鈉脫硅生產(chǎn)NaF，再合成冰晶石。本發(fā)明具有提高氟、鋁的回收率，降低能耗，提高回收產(chǎn)品質(zhì)量，徹底消除氟污染，它適合在鋁廠使用。
文檔編號(hào)C01F7/54GK1068548SQ9110617
公開(kāi)日1993年2月3日 申請(qǐng)日期1991年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月13日
發(fā)明者劉希文, 劉樹(shù)博, 張文浩, 王佩珅 申請(qǐng)人:遼寧省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所