[发明专利]氟系列化合物和白炭黑的生产方法

摘要

本发明涉及利用磷肥生产中的含氟废气或氟化工生产中的含氟气体或氟硅酸钠为原料生产氟的系列化合物和白炭黑的方法。将氟化铵和/或氨直接引入吸收系统，得到吸收液浓度为25～37％(NH₄)₂SiF₆溶液；或者将氟化铵和氟硅酸钠反应得到由氟化钠结晶、氟硅酸铵溶液和七氟化合物NH₄F·(NH₄)₂SiF₆结晶的反应生成物，将吸收液或反应生成物氨化可制得比表面积为100～180m²/g的沉淀二氧化硅(白炭黑)，后者还可得到氟化钠产品，以及浓度为30～45％NH₄F溶液，以该溶液为起点几乎可以制取所有的无机氟化工产品，主要的有氟化铵、氟化钠、氟化钾、氟化氢铵、冰晶石、氟化铝、氟化氢钠以及无水氢氟酸等。本发明简便、有效，具有较高的经济效益，同时基本上可以消除磷肥含氟废气中氟、硅对环境的污染，基本上做到无废水、废气、废渣排放。

主权项

1、氟系列化合物和白炭黑的生产方法，其特征在于包括如下生产步骤：<1>以氟化铵和/或氨吸收磷肥生产中的含氟废气或氟化工生产中的含氟气体，或以氟化铵和氟硅酸钠反应：吸收是连续或批量地进行，控制吸收液的温度在50～95℃之间，得到的氟硅酸铵溶液含有25～37％(NH4)2SiF6，根据需要也可以将该溶液冷却、结晶、分离、干燥，制得氟硅酸铵产品；或者以氟化铵和氟硅酸钠反应：氟化铵的浓度为25～40％NH4F，用量为理论量的100～300％，反应温度50～90℃，反应时间20分钟以上，反应生成物为氟化钠结晶、氟硅酸铵溶液、氟硅酸铵和氟化铵组成的七氟化合物NH4F·(NH4)2SiF6结晶；<2>吸收液或反应生成物的氨化处理：以氨来氨化处理，控制温度40～80℃，采用批量或连续、二段氨化的方法，第一段液相PH值控制在7.2～7.5，第二段液相PH值控制在8以上，氨化后陈化1小时以上，然后经分离、过滤、逆流洗涤、干燥制得比表面积为100～180m2/g的沉淀二氧化硅(白炭黑)产品和浓度为30～45％的氟化铵溶液；对于氟硅酸钠的反应生成物，除了上述二者外，还可分离出氟化钠结晶，经过滤、洗涤、干燥后制得氟化钠产品；或者将用水吸收含氟废气得到的浓度为8～25％H2SiF6的氟硅酸按上述氟硅酸铵氨化的方法制取氟化铵溶液并副产白炭黑；或者将氟硅酸铵或氟硅酸或氟硅酸钠一步氨化到PH值达8以上，制得氟化铵溶液；<3>高浓度氟化铵溶液的进一步加工：以氟化铵溶液为起点几乎可以制取所有的无机氟化工产品，主要有：①氟化铵的制取：将氟化铵溶液浓缩，浓缩液补充氨气至PH4左右，经冷却、结晶、过滤、干燥即可，滤液返回浓缩；②氟化钠的制取：向氟化铵溶液中加入钠盐，加入量为理论量的120％以上，反应在室温进行，反应时间～1小时，然后经过滤、洗涤、干燥即可；③氟化钾的制取：向氟化铵溶液中加入氢氧化钾或碳酸钾，加入量为理论量的102％左右，反应在室温进行，反应时间～1小时，然后静置沉淀24小时，取清液经浓缩、结晶、过滤、干燥或浓缩后喷雾干燥得氟化钾产品；④氟化氢铵的制取：将氟化铵溶液浓缩，同时通入蒸汽或热空气以帮助氨逸出，温度维持在大约100～130℃，直到氨逸出完毕后，将溶液冷却、结晶、分离、干燥得氟化氢铵产品，滤液返回浓缩；⑤氟铝酸铵的制取：以浓度为8～25％的氟硅酸溶液分解含铝矿物原料或工业氢氧化铝，氟硅酸用量为理论量的90～110％，反应温度70～105℃，反应完毕后经过滤和洗涤，即可得到氟化铝溶液，将它和理论用量的85～115％的氟化铵溶液在温度为室温～70℃条件下反应，然后经分离、洗涤，得到氟铝酸铵滤饼；或者以硫酸铝的固体或溶液，或者以氯化铝的固体或溶液和氟化铵溶液反应，在上述条件下制得氟铝酸铵滤饼；或者以氟化铵溶液和工业氢氧化铝反应，氟化铵用量为理论量的105～110％，温度控制在90～120℃，并通入蒸汽或热空气帮助氨逸出，当氨逸出完毕后将料浆冷却、过滤、洗涤得氟铝酸铵滤饼，或者以氟化氢铵与工业氢氧化铝在温度60～90℃反应制得氟铝酸铵滤饼；⑥冰晶石的制取：将氟铝酸铵滤饼和饱和或接近饱和的氯化钠溶液或硫酸钠溶液以连续或批量的方法，在氯化钠或硫酸钠的用量为理论量的100～140％，温度在50～95℃条件下反应，然后经过滤、洗涤、干燥得到冰晶石产品；或者将氟硅酸钠反应的生成物经氨化处理后的料浆中分离出来的氟化钠料浆或滤饼以及氟化铵溶液和铝酸钠反应制取冰晶石；⑦氟化铝的制取：氟铝酸铵滤饼经干燥后于500～700℃下煅烧，煅烧时间小于2小时，即得到氟化铝产品；煅烧逸出气体，经吸收后得到浓度大于40％的氟化铵溶液可以循环使用；⑧氟化氢钠和氢氟酸的制取：将氟化铵或氟化氢铵的溶液和氟化钠混合，氟化钠为理论量的100～130％，在温度90～120℃下反应，同时通入蒸汽或热空气帮助氨逸出，当氨逸出完毕后，将料浆冷却、过滤、洗涤，得到的氟化氢钠滤饼在温度低于130℃下干燥，即可得到氟化氢钠产品，将其在～300℃左右热分解，逸出的氟化氢气体经净化后冷凝即可得到无水氢氟酸，若需制取氢氟酸可将其汽化并以水吸收或以水直接吸收净化后的气体即可，热分解后的氟化钠返回参与反应。