專利名稱：一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及回收含氟硅渣中氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法。
背景技術(shù)：
在用磷礦石生產(chǎn)磷酸的過程中產(chǎn)生大量的四氟化硅氣體，目前最常用的方法是用水吸收四氟化硅生成氟硅酸，再將氟硅酸生產(chǎn)其他產(chǎn)品，回收磷礦伴生氟資源。目前回收磷礦伴生氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法有200710066136.2以氟硅酸和氨水為原料進(jìn)行分步氨化反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥制得白炭黑和高濃度氟化銨母液。 200610017485.0以氨水和氟硅酸或氟硅酸銨為原料，快速反應(yīng)制得白炭黑晶種，以白炭黑晶種為基礎(chǔ)，將水、氟硅酸或氟硅酸銨與氨水加入進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)終點PH控制在8-9之間， 制得白炭黑沉淀和氟化銨溶液的料漿；將白炭黑料漿過濾、洗滌，得到白炭黑軟膏和氟化銨溶液，氟化銨溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、干燥，制得氟化銨產(chǎn)品。201010183204. 5在-5 30°C，將氟硅酸和氨水同時加入反應(yīng)器中；控制反應(yīng)的PH值，連續(xù)反應(yīng)；得到白炭黑濾餅和氟化銨濾液，白炭黑濾餅經(jīng)洗滌干燥后得白炭黑成品，濾液是氟化銨溶液。上述技術(shù)均是直接以濕法磷酸副產(chǎn)氟硅酸和氨水為原料，產(chǎn)生的濾液氟化銨濃度低，在濃縮過程中，能耗消耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述缺點而提供的一種能提高氟化銨的濃度，降低濃縮過程中的能耗；回收含氟硅渣中的氟，充分利用磷礦伴生氟資源，降低含氟硅渣對環(huán)境的污染的回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法。本發(fā)明的一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括以下步驟
(1)制取氟化銨將含氟質(zhì)量濃度為5% 15%的硅渣與質(zhì)量濃度為18% 25%氟化銨在95°C 108°C的條件下溶解，氟化銨用量為理論用量的1. 3-2倍，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻至30-50°C通入氨氣至pH值為9. 0-9. 8，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為16% 23%的氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；
(2)濃縮余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，進(jìn)入濃縮裝置中， 在-0. 02MPa -0. 07MPa的壓力下進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到60% 80% ；
(3)結(jié)晶將質(zhì)量濃度為60 80%的氟化銨溶液輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶4h 7h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；
(4)分離氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體及氟化銨母液，氟化銨母液返回濃縮步驟中，如此循環(huán)，實現(xiàn)氟化銨結(jié)晶過程。上述的一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，其中濃縮步驟中，余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，經(jīng)過換熱器預(yù)熱后，進(jìn)入濃縮裝置中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的有益效果，從以上技術(shù)方案可知本發(fā)明采用含氟硅渣、氨氣和少量氟化銨(初始生產(chǎn)時用)為原料，溶解析出含氟硅渣中的游離氟及晶格氟；沉淀析出白炭黑，過濾得到氟化銨溶液，該氟化銨溶液由兩部分組成，包括原料氟化銨和硅渣中的氟資源轉(zhuǎn)變成的氟化銨。部分氟化銨返回系統(tǒng)循環(huán)使用，盈余的氟化銨經(jīng)過濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到氟化銨晶體。本發(fā)明能提高氟化銨的濃度，降低濃縮過程中的能耗；回收含氟硅渣中的氟，充分利用了磷礦伴生氟資源，降低含氟硅渣對環(huán)境的污染，屬于副產(chǎn)物、廢棄物資源的二次利用。
具體實施例方式實施例1
一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括以下步驟
(1)制取氟化銨將含氟質(zhì)量濃度為8%的硅渣與質(zhì)量濃度為2 氟化銨在105°C的條件下溶解，氟化銨用量為理論用量的1. 3倍，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻至30°C通入氨氣至PH值為9. 0，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為21%的氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；
(2)濃縮余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，經(jīng)過換熱器預(yù)熱，進(jìn)入濃縮裝置中，在-0. 05MPa的壓力下進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到80% ；
(3)結(jié)晶將質(zhì)量濃度為80%的氟化銨溶液輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶4h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；
(4)分離氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體及氟化銨母液，氟化銨母液返回濃縮步驟中，如此循環(huán)，實現(xiàn)氟化銨結(jié)晶過程。實施例2
一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括以下步驟
(1)制取氟化銨將含氟質(zhì)量濃度為15%的硅渣與質(zhì)量濃度為18%氟化銨在108°C的條件下溶解，氟化銨用量為理論用量的1. 5倍，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻至50°C通入氨氣至PH值為9. 8，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為16%的氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；
(2)濃縮余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，經(jīng)過換熱器預(yù)熱，進(jìn)入濃縮裝置中，在-0. 02MPa的壓力下進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到60% ；
(3)結(jié)晶將質(zhì)量濃度為60%的氟化銨溶液輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶7h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；
(4)分離氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體及氟化銨母液，氟化銨母液返回濃縮步驟中，如此循環(huán)，實現(xiàn)氟化銨結(jié)晶過程。實施例3
一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括以下步驟
(1)制取氟化銨將含氟質(zhì)量濃度為5%的硅渣與質(zhì)量濃度為25%氟化銨在95°C的條件下溶解，氟化銨用量為理論用量的2倍，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻至40°C通入氨氣至PH值為9. 5，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為23%的氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；
(2)濃縮余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，經(jīng)過換熱器預(yù)熱，進(jìn)入濃縮裝置中，在-0. 07MPa的壓力下進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到70% ；
(3)結(jié)晶將質(zhì)量濃度為70%的氟化銨溶液輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶5h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；
(4)分離氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體
及氟化銨母液，氟化銨母液返回濃縮步驟中，如此循環(huán)，實現(xiàn)氟化銨結(jié)晶過程。
本發(fā)明所述并不限于具體實施方式
中所述的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其它的實施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括以下步驟(1)制取氟化銨將含氟質(zhì)量濃度為5% 15%的硅渣與質(zhì)量濃度為18% 25%氟化銨在95°C 108°C的條件下溶解反應(yīng)，氟化銨用量為理論用量的1. 3-2倍，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻至30-50°C通入氨氣至pH值為9. 0-9. 8，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為16% 23%的氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；(2)濃縮余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，進(jìn)入濃縮裝置中， 在-0. 02MPa -0. 07MPa的壓力下進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到60% 80% ；(3)結(jié)晶將質(zhì)量濃度為60 80%的氟化銨溶液輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶4h 7h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；(4)分離氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體及氟化銨母液，氟化銨母液返回濃縮步驟中，如此循環(huán)，實現(xiàn)氟化銨結(jié)晶過程。
2.如權(quán)利要求1所述的一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，其中濃縮步驟中，余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，經(jīng)過換熱器預(yù)熱后，進(jìn)入濃縮裝置中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法，包括將含氟硅渣與氟化銨在95℃～108℃的條件下溶解，得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻后通入氨氣至pH值為9.0-9.8，沉淀析出白炭黑，過濾得到白炭黑固體及氟化銨溶液，該氟化銨溶液按與硅渣反應(yīng)所需的量返回；余下的氟化銨溶液與氟化銨結(jié)晶后的母液混合，進(jìn)入濃縮裝置中進(jìn)行濃縮，直到氟化銨的質(zhì)量濃度達(dá)到60%～80%；輸送至冷卻結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶4h～7h，析出氟化銨晶體，得到氟化銨固液混合物；氟化銨固液混合物經(jīng)過過濾分離，得到氟化銨晶體。本發(fā)明能提高氟化銨的濃度，降低濃縮過程中的能耗；回收含氟硅渣中的氟，充分利用了磷礦伴生氟資源，降低含氟硅渣對環(huán)境的污染。
文檔編號C01C1/16GK102491369SQ20111039511
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者何浩明, 劉松林, 湯仁恒, 駱吉林 申請人:甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 貴州甕福藍(lán)天氟化工股份有限公司