从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法
【专利摘要】本发明涉及一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法。一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，首先通过转炉反应器，使钾长石分解；其二，将反应产生的气体除尘过滤后通到吸收塔中进行水解，得到氟硅酸溶液；其三，对进入氨解釜中的浓相物和氟硅酸液体，通过氨水调节pH值，使pH＝7～8；控制氨解釜内温度在27～50℃，中和完毕后陈化2～3h，陈化温度为30～40℃；通过氨解槽中和陈化后的混浊液，输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟化铵溶液；其四，氟化铵的回收：将含氟化铵溶液通过泵输送到氟化铵浓缩结晶釜中，使之在氟化铵浓缩结晶釜浓缩，冷却结晶，将结晶后的晶浆经离心机离心分离，干燥，得到氟化铵晶体。
【专利说明】从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钾长石分解综合利用技术，具体的说，涉及一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国已查明的可溶性钾盐资源储量不大，难以满足农业对钾肥的需求，然而以钾长石为代表的不溶性含钾盐岩石几乎遍布我国大部分省区，其地质贮量约数百亿吨。而常温下只有HF能打破钾长石的晶格，所以钾长石分解综合利用技术采用含氟的助剂来分解钾长石。
[0003]随着社会经济的发展，世界人口不断增加，人类对资源的开采和利用激增，也由此产生了世界性的资源匮乏。为了子孙后代和社会的可持续发展，世界各国都针对自有固有资源的利用提出了管理措施，并采取一系列的政策和措施大力鼓励开发和利用可再生能源。在我们国内，因为氟资源属于国家战略储备资源，国家对氟资源的开发也实行了定额配给措施。而且，对于利用钾长石资源进行生产的厂家，也必须回收氟实现循环利用才能降低企业生产成本，减少氟资源的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明针对【背景技术】提出的问题，提出一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，通过回收气相系统的氟化铵而实现氟的循环利用，可以降低成本，节约资源。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
(O首先是将钾长石、萤石、氟化铵、硫酸充分混合后，加入到转炉反应器中，在180~250°C和自生压力下反应，使钾长石分解；
(2)将反应产生的气体除尘过滤后依次通到一、二级吸收塔中进行水解，得到氟硅酸溶液；其中吸收液为10~30%的乙醇水溶液；并控制水解温度在78~82°C，其反应原理:3SiF4 + 2H20 = 2H2SiF6 + SiO2 I ；
(3)对进入氨解爸中的浓相物和氟娃酸液体,通过氨水调节pH值,使pH= 7~8 ;控制氨解釜内温度在27~50°C，中和完毕后陈化2~3h，陈化温度为30~40°C ;通过氨解槽中和陈化后的混浊液，输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟化铵溶液；
(4)将含氟化铵溶液通过泵输送到氟化铵浓缩结晶釜中，使之在氟化铵浓缩结晶釜浓缩，控制浓缩结晶釜内温度在60~80°C ;真空度控制在0.05、.07Mpa ;当溶液中氟化铵浓度达到12mol/L时，停止加热，打开冷却水循环系统进行冷却结晶，冷却温度控制在20~300C ;将结晶后的晶浆经离心机离心分离，干燥，得到氟化铵晶体。
[0006]所述的从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，水解过程中，经一级吸收塔水解后的吸收液进入一级浓相收集槽中，一级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中；一级浓相收集槽收集的液体溢流到一级吸收循环槽，经泵打回到一级吸收塔中继续吸收；由一级吸收塔出来的尾气进入二级吸收塔继续水解，二级吸收塔出来的吸收液进入二级浓相收集槽中，二级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中；二级浓相收集槽收集的液体溢流到二级吸收循环槽，经泵打回到二级吸收塔中继续吸收；检测一级吸收循环槽、二级吸收循环槽中的氟硅酸溶液中的氟离子浓度达到lOmol/L时，吸收液达到饱和，将吸收液也输送到氨解釜进行氨解、陈化，制备白炭黑。
[0007]所述的从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，上述步骤(4)中，离心机离心分离制备氟化铵过程中，滤液通过泵输送到一级吸收循环槽、二级吸收循环槽中继续吸收。
[0008]一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，包括步骤如下:
(O钾长石分解:将钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸充分混合后，加入到转炉反应器中，在180~250°C和自生压力下反应；反应原理为:
CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4
2K[AlSi3O8] + 24HF + 4H2S04 = K2SO4 + Al2(SO4)3 + 6SiF4 ? + 16H20
其中，钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸质量比为1:0.3~0.5:1.12~1.73:1.6~
1.8 ；
(2)气体吸收:将反应产生的气体引入除尘过滤器中除尘；经除尘过滤后的气体依次通到一、二级吸收塔中进行水解，并控制水解温度在78~82°C，吸收液采用质量分数为5^10%的稀氨水,并通过加入氨水调节pH值，使吸收系统的吸收液pH为8~10 ;使吸收系统中的浓相物在30~40°C陈化2~3h ;
(3)将陈化后的浓相物输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟化铵溶液；
(4)将含氟化铵溶液通过泵输送到氟化铵浓缩结晶釜中，使之在氟化铵浓缩结晶釜浓缩，控制浓缩结晶釜内温度在60~80°C ;真空度控制在0.05、.07Mpa ;当溶液中氟化铵浓度达到12mol/L时，停止加热，打开冷却水循环系统进行冷却结晶，冷却温度控制在20~300C ;将结晶后的晶浆经离心机离心分离，干燥，得到氟化铵晶体。
[0009]发明的有益积极效果:
1、本发明从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，通过回收气相系统的氟化铵而实现氟的循环利用，氟的循环率可达85、0%，节约了生产成本，避免了氟资源的浪费，同时也降低了含氟废水的排出量，降低了对环境的污染。
[0010]2、本发明从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，采用低温浓缩、低温结晶的方法实现了氟化铵的回收，与传统的液相法相比，工艺简单，容易实现，反应条件温和，对设备的要求比较低。
【具体实施方式】
[0011]下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0012]实施例1
本发明从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，其工艺过程如下:
(O钾长石分解:将钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸充分混合后，加入到转炉反应器中，在180~250°C和自生压力下反应；反应原理为:
CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO42K[AlSi3O8] + 24HF + 4H2S04 = K2SO4 + Al2(SO4)3 + 6SiF4 ? + 16H20
其中，钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸质量比为1:0.3~0.5:1.12~1.73:1.6~
1.8。
[0013](2)气体吸收:将反应产生的气体引入除尘过滤器中除尘；经除尘过滤后的气体依次通到一、二级吸收塔中进行水解，并控制水解温度在78~82°C，吸收液采用10~30%的乙醇水溶液；得到氟硅酸溶液；其反应原理为:3SiF4 + 2H20 = 2H2SiF6 + SiO2 I。 [0014](3)氨解:经一级吸收塔水解后的吸收液进入一级浓相收集槽中，一级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中；一级浓相收集槽收集的液体溢流到一级吸收循环槽，经泵打回到一级吸收塔中继续吸收；由一级吸收塔出来的尾气进入二级吸收塔继续水解，二级吸收塔出来的吸收液进入二级浓相收集槽中，二级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中；二级浓相收集槽收集的液体溢流到二级吸收循环槽，经泵打回到二级吸收塔中继续吸收；检测一级吸收循环槽、二级吸收循环槽中的氟硅酸溶液中的氟离子浓度达到lOmol/L时，吸收液达到饱和，将吸收液也输送到氨解釜。对进入氨解釜中的浓相物和氟硅酸液体，通过氨水调节pH值，使pH = 7~8 ;控制釜内温度在27~50°C，中和完毕后陈化2~3h，陈化温度为30~40°C。
[0015](4)白炭黑的制备:通过氨解槽中和陈化后的混浊液，输送到压滤机中过滤，得到的白炭黑经洗涤后烘干，最终得到高纯度的白炭黑产品；经压滤机过滤的滤液，通过泵输送到氟化铵反应结晶釜中。
[0016](5)氟化铵的回收:控制氟化铵浓缩结晶釜内温度在70°C左右，并调节真空度，当溶液中氟化铵浓度达到12mol/L时，停止加热，打开冷却水循环系统进行冷却结晶，冷却温度控制在25°C，使滤液在氟化铵浓缩结晶釜内浓缩、结晶；结晶后的晶浆经离心机进行离心分离，离心出的氟化铵干燥后再回到钾长石反应炉循环利用；滤液通过泵输送到一级吸收循环槽、二级吸收循环槽中继续吸收。氟化铵浓缩结晶釜真空度控制在0.05、.07Mpa。
[0017]实施例2
本实施例的从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，与实施例1的不同之处在于，从步骤(2)开始，将反应产生的气体除尘过滤后依次通到一、二级吸收塔中进行水解，得到氟硅酸溶液的过程中，吸收液采用质量分数为5~10%的稀氨水,并控制水解温度在78~820C ;通过氨水调节pH值，使吸收系统的吸收液pH为8~10，吸收系统中的浓相物在30~40°C陈化2~3h后输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟化铵溶液，蒸发浓缩结晶即得氟化铵。
【权利要求】
1.一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，其一，首先是将钾长石、萤石、氟化铵、硫酸充分混合后，加入到转炉反应器中，在 180?250°C和自生压力下反应，使钾长石分解；其二，将反应产生的气体除尘过滤后依次通到一、二级吸收塔中进行水解，得到氟硅酸 溶液；其中吸收液为10?30%的乙醇水溶液；并控制水解温度在78?82°C，其反应原理： 3SiF4 + 2H20 = 2H2SiF6 + Si02 I ；其三,对进入氨解釜中的浓相物和氟硅酸液体，通过氨水调节pH值，使pH = 7?8 ;控 制氨解釜内温度在27?50°C，中和完毕后陈化2?3h，陈化温度为30?40°C ;通过氨解 槽中和陈化后的混浊液，输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟 化铵溶液；其四，采用如下的步骤，实现氟化铵的回收：(1)将含氟化铵溶液通过泵输送到氟化铵浓缩结晶釜中，使之在氟化铵浓缩结晶釜浓 缩，控制浓缩结晶釜内温度在60?80°C ;真空度控制在0. 05、. 07Mpa ；(2)当溶液中氟化铵浓度达到12mol/L时，停止加热，打开冷却水循环系统进行冷却结 晶，冷却温度控制在20?30°C ;(3)将结晶后的晶浆经离心机离心分离，干燥，得到氟化铵晶体。
2.根据权利要求1所述的从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，其特征在于：水 解过程中，经一级吸收塔水解后的吸收液进入一级浓相收集槽中，一级浓相收集槽收集的 浓相物输送到氨解釜中；一级浓相收集槽收集的液体溢流到一级吸收循环槽，经泵打回到 一级吸收塔中继续吸收；由一级吸收塔出来的尾气进入二级吸收塔继续水解，二级吸收塔 出来的吸收液进入二级浓相收集槽中，二级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中；二 级浓相收集槽收集的液体溢流到二级吸收循环槽，经泵打回到二级吸收塔中继续吸收；检 测一级吸收循环槽、二级吸收循环槽中的氟硅酸溶液中的氟离子浓度达到lOmol/L时，吸 收液达到饱和，将吸收液也输送到氨解釜进行氨解、陈化，制备白炭黑。
3.根据权利要求2所述的从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的方法，其特征在于：步 骤（3)中，离心机离心分离制备氟化铵过程中，滤液通过泵输送到一级吸收循环槽、二级吸 收循环槽中继续吸收。
4.一种从钾长石气相吸收液中回收氟化铵的工艺方法，包括步骤如下：(1)钾长石分解：将钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸充分混合后，加入到转炉反应器 中，在180?250°C和自生压力下反应；反应原理为：CaF2 + H2S04 = 2HF + CaS042K[AlSi308] + 24HF + 4H2S04 = K2S04 + A12(S04)3 + 6SiF4 t + 16H20其中，钾长石、萤石、氟化铵、98%的硫酸质量比为1 :0. 3?0. 5 ：1. 12?1. 73 :1.6?(2)气体吸收：将反应产生的气体引入除尘过滤器中除尘；经除尘过滤后的气体依次 通到一、二级吸收塔中进行水解，并控制水解温度在78?82°C，吸收液采用质量分数为 5^10%的稀氨水,并通过加入氨水调节pH值，使吸收系统的吸收液pH为8?10 ;使吸收系统 中的浓相物在30?40°C陈化2?3h ;(3)将陈化后的浓相物输送到压滤机中过滤，制备白炭黑，经压滤机过滤的滤液即为含氟化铵溶液； (4)将含氟化铵溶液通过泵输送到氟化铵浓缩结晶釜中，使之在氟化铵浓缩结晶釜浓缩，控制浓缩结晶釜内温度在60~80°C ;真空度控制在0.05、.07Mpa ;当溶液中氟化铵浓度达到12mol/L时，停止加热，打开冷却水循环系统进行冷却结晶，冷却温度控制在20~300C ;将结晶后的晶浆经 离心机离心分离，干燥，得到氟化铵晶体。
【文档编号】C01C1/16GK103539132SQ201310526586
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】张光旭, 余福元, 张鲁鲁, 陈永革, 石瑞, 崔文青, 白灵卫 申请人:洛阳氟钾科技有限公司