[发明专利]处理六氟硅酸以生产氟化氢的方法

说明书

本发明涉及处理六氟硅酸以生产氟化氢。首先，分两步进行碱性中和。在第一步中，六氟硅酸的水溶液用碱性试剂中和，以制备相应的六氟硅酸盐的水悬浮液。在第二步中，用含氨剂处理固体六氟硅酸盐，以制备氟化铵的水溶液。滤出固体产物，氟化铵的水溶液在含氢燃料和含氧氧化剂燃烧产生的火焰中燃烧。燃烧产物进行冷凝，从而得到氟化氢和水。

技术领域

本发明涉及化工行业矿物原料的副产品回收，即处理特别是在用氟化氢(HF)生产磷酸过程中形成的六氟硅酸(HSA)水溶液。

背景技术

HF作为原料用于生产氟利昂、氟化铀、氟聚合物、合成油、金属铸件除砂、硅玻璃蚀刻等。

HSA是在获得湿法磷酸的过程中形成的，从生产循环中以5–45％的水溶液形式被提取出来。

用于通过处理HSA生产HF的已知方法(美国专利US3128152A，IPC S01V 7/194，1961年10月10日公布；Robert N.Secord,Carpenter Clifford LeRoy,Process forrecovering hydrogen fluoride from aqueous fluorosilicic acid solution,CabotCorp.)基于用过量氨或其水溶液中和HSA水溶液，形成氟化铵和二氧化硅：

H₂SiF₆+6NH₄OH＝6NH₄F+4H₂O+SiO₂. (1)

固体二氧化硅通过过滤提取，反复洗涤，以除去晶体表面的氟化铵。然后将稀释的氟化铵溶液送至蒸发器进行能耗蒸发阶段，形成氟化氢铵，如下式所示：

6NH₄F＝3NH₄НF₂+3NH₃ (2)

排出的氨和水蒸气被送至HSA中和阶段。根据如下方程式，使用氧气或含氧剂氧化氟化氢铵：

4NH₄НF₂+3O₂＝2N₂+8HF+6H₂O (3)

水吸收产生的HF，形成HF的水溶液。

这种方法的主要缺点是能耗高，这是由于从稀释的氟化铵溶液(其引入到具有HAS水溶液的过程)中蒸发水而造成的。

发明内容

采用本专利所取得的技术效果在于，通过合成一种难溶于水的中间体六氟硅酸盐，然后结晶并通过过滤、离心或任何其他方法将其与水分离，降低了移除水(水被引入到具有六氟硅酸的工艺循环中)导致的能耗，从而显著降低在蒸发器中从氟化氢铵中分离水的阶段的能耗。

所述溶液的实质是一种处理六氟硅酸以生产氟化氢的方法，其包括用碱性试剂中和HSA的水溶液以生成氟化铵，然后用含氧氧化剂和含氢燃料使其燃烧。该方法的特征在于碱性中和，它分两个阶段进行。在第一阶段中，用碱性试剂中和HSA水溶液，以获得相应的六氟硅酸盐在水中的悬浮液，然后从悬浮液中除去水。在第二阶段中，用含氨试剂处理固体六氟硅酸盐以产生氟化铵水溶液。其固体产物被过滤，然后在含氧氧化剂中燃烧氟化铵水溶液。HF和水从燃烧产物中冷凝，然后提取HF。

可使用氨或氨水作为含氨试剂。

主要技术方案的一个可能替代是使氟化铵溶液蒸发。得到的干燥氟化氢铵被送到含氧氧化剂中燃烧，然后氟化氢和水分离。

以这种方式，基本特征的组合实现所要求的技术效果。由于六氟硅酸盐过滤阶段引入的大量水被去除，氟化铵溶液直接燃烧，蒸发能耗降低。