磷肥工业副产物氟化物概要
磷肥副产氟硅酸一步法制备氟化钠新工艺研究
氟硅酸一步法制备氟化钠
陈早明1 陈喜蓉2
(1.江西理工大学工程研究院 江西 赣州 341000; 2.江西理工大学冶金与化学工程学院
江西 赣州 341000)
摘要:本文利用磷肥工业副产品氟硅酸和纯碱为原料,采用直接一步法分解氟硅酸制备氟化钠和二氧化硅。对影响反应的原料配比、反应温度,反应时间,溶液pH 值等因素进行了探讨。得到的产品符合国家标准,由于该工艺制备工艺简单,反应条件温和,可为回收氟硅酸资源和消除环境污染提供一条切实可行的新途径。 关键词:氟硅酸;氟化钠;工艺
中图分类号: TF826.2 文献标识码:A
磷肥是农作物的重要肥料,我国是磷肥(普通过磷酸钙)生产和消费大国。2010年我国磷肥产量超过1400万t ,通常每生产1 t 普钙(100%P 2O 5)大约副产0.06 t 氟硅酸(100%H 2SiF 6)[1],以此计算,全国磷肥行业副产大量氟硅酸量。目前磷肥厂副产的低浓度氟硅酸(H 2SiF 6),实际回收利用量不足三分之一,多数不回收,直接用水冲稀排放。既污染了环境,又浪费了宝贵的氟资源。磷肥厂回收的氟硅酸可用来制氟硅酸钠、氟化铝、冰晶石、氟化钠、氟化钾等。目前回收氟硅酸的大多厂家用于制备氟硅酸钠(Na 2SiF 6),但容易产生二次污染—盐酸废水。部分厂家用氟硅酸制氟化铝(A1F 3),因成本过高生产受到限制[2-4]。因此氟硅酸的再利用将成为制约磷肥企业生产的“瓶颈”问题,探索新的处理磷肥副产氟硅酸的途径,充分利用磷矿资源,实现氟资源再利用已十分紧迫。
NaF 是一种重要氟化物产品,广泛用于木材防腐剂、酿酒杀菌剂、电解铝调整剂、牙齿氟化剂等领域。目前,生产NaF 的工艺主要有熔浸法、中和法、氟硅酸钠纯碱法、纯碱法等。本工艺采用磷肥工业副产氟硅酸为原料,与纯碱液一步法进行反应,分离后得氟化钠和二氧化硅,产品均符合国家标准[5-6]。
工业含氟废气处理及资源回收的概述
工业含氟废气处理及资源回收的概述
欧
健1,李天祥1,隋岩峰2,吴强1,黄林川1,朱静1
(1.贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025;2.瓮福技术研究院)
摘
要:首先结合国内外氟化工行业发展现状以及环境污染问题,分析了各工业含氟废气的来源以及处理方
法。含氟废气源主要来自化工、冶金、建材、热电、半导体等行业,处理方法有化学分解、湿法吸收和干法吸附。其次通过实际工程案例,介绍了如何处理氟化合物强温室废气和低浓度含氟粉尘,并重点介绍利用高浓度含氟尾气或磷肥副产品生产无水氟化氢、冰晶石、氟盐类、白炭黑等高价值产品的方法,经济有效地解决工业排放问题和实现氟硅资源的高效利用。最后对工业含氟废气的未来研究重点进行了展望。
关键词:含氟废气;氟资源;治理方法;回收利用中图分类号:TQ124.3
文献标识码:A
文章编号:1006-4990(2021)05-0039-08
Review of treatment and resource recovery of industrial fluoride ⁃containing waste gas
Ou Jian 1,Li Tianxiang 1,Sui Yanfeng 2,Wu Qiang 1,Huang Linchuan 1,Zhu Jing 1
(1.School of Chemistry and Chemical Engineering ,Guizhou University ,Guiyang 550025,China ;
2.W engfu Institute of Technology )
磷肥生产中含氟废气的吸收及利用情况
磷肥生产中含氟废气的吸收及利用情况世界萤石储量为6.23亿t,按含氟50%计算,氟资源量为3.12亿t;世界磷灰石储量约600亿t,磷矿石中氟含量约3%,氟资源量约18亿t;我国磷灰石储量约150亿t,含氟约4.5亿t。磷矿石中伴生的氟资源远比萤石中的氟资源丰富,而我国的磷矿石主要用于生产磷肥。一、磷肥生产中的氟资源
磷矿中可供利用的氟资源主要存在于磷肥生产的含氟废气和萃取磷酸中,真正回收的氟只是一小部分含氟废气中的氟,而且绝大部分都是加工成氟硅酸钠产品,经济效益低下。1、萃取磷酸过程中的含氟废气以硫酸分解磷矿萃取磷酸时,通常采用空气冷却或真空冷却的方法移除多余的热量,这时随萃取槽气相排出的氟约占磷矿含氟量的5%~17%,但这部分氟基本上处于没有回收的状态。
2、萃取磷酸中的氟
当前绝大多数萃取磷酸的生产都是采用二水物法,磷矿石在萃取槽中经硫酸分解后有~70%的氟进入萃取磷酸中。氟在磷酸中以氟硅酸
(H2SiF6)的形态存在,这部分氟除很小部分在磷酸浓缩且浓缩到P205浓度较高时有部分回收外,其他很大部分都进入肥料中。萃取磷酸中的氟可以沉淀的方法将它从磷酸中以氟硅酸钠的形态分离出来,然后以氟硅酸钠为起点制取多种氟化合物和白炭黑。以沉淀法从磷酸中回收氟硅酸钠,产品纯度可以达到98%~99%,氟的回收率可以达到70%~80%。3、磷酸浓缩过程中的含氟废气
对萃取磷酸进行浓缩时,磷酸中的氟硅酸会部分分解成SiF4和HF,逸出于蒸汽中,经水吸收生成氟硅酸,然后大部分加工成氟硅酸钠。根据
磷酸一铵、磷酸二铵、重钙等生产工艺的不同,氟的回收大不相同。采用料浆浓缩一喷浆造粒流程时,磷酸经氨中和后浓缩时已无氟逸出;采用预中和一氨化粒化流程时,通常磷酸浓缩到(P205)40%就可以了,这是由于循环酸中含有较多硅胶,而且氟的逸出率较低,氟的回收很困难;采用管式反应器氨化粒化流程或化成法生产重钙时,磷酸需浓缩到W(P205)50%左右,这时可以回收磷酸中大约60%的氟,但不少厂为了回避浓缩中的困难,降低浓度生产,则氟的回收率降低。4、过磷酸钙生产中的含氟废气
磷肥厂氟化物对周边农作物的危害与防治
・
4 4 ・
云 南化 工
2 0 1 5年 第 4期
白塔村
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源自文库
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2 0 1 5年 0 8月
云 南 化 工
Yu n n a n C he mi c a l T e c h n o l o g y
Au g . 2 01 5 Vo 1 . 42, No. 4
第4 2 卷第4期
d o i : 1 2 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 4- 0 2 7 5 X. 2 0 1 5 . 0 4 . 0 1 3
物和人的体 内 J , 导致人和其它动物发生氟 中毒 ,
因此 , 氟化物 的污染 问题 已受到各级 环保部 门和 相
关人 士的普遍 关 注 。本 文 以云 南三 环 化工 有 限公
2 氟化物污 染对农 作物的危害性分析
2 . 1 农 作物 对氟 化物 的敏 感性 分析
司( 以下简称三 环化 工 ) 多 年来 对其 厂界 周边农 作
・
节 能环保 ・
第八章 氟化物
第八章氟化物
8.1 氟及其化合物基本性质
8.1.1 氟的基本性质
氟在地壳的存量为0.072%,存在量的排序数为12,也是自然界中广泛分布的元素之一。自然界中氟主要以萤石(Fluorite)存在,其主要成分为氟化钙(CaF2)、冰晶石(3NaF·AlF3)及以氟磷酸钙[Ca5F(PO4)3]为主的矿物。
16世纪前半叶,氟的天然化合物萤石(CaF2)就被记述于欧洲矿物学家的著作中,当时这种矿石被用作熔剂,把它添加在熔炼的矿石中,以降低熔点。因此氟的拉丁名称fluorum从fluo(流动)而来。它的元素符号由此定为F。拉瓦锡在1789年的化学元素表中将氢氟酸基当作是一种元素。到1810年戴维确定了氯气是一种元素,同一年法国科学家安培根据氢氟酸和盐酸的相似性质和相似组成,大胆推断氢氟酸中存在一种新元素。他并建议参照氯的命名给这种元素命名为fluorine。但单质状态的氟却迟迟未能制得,直到1886年6月26日,才由法国化学家弗雷米的学生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此获得1906年诺贝尔化学奖。
正常情况下氟气是一种浅黄绿色的、有强烈助燃性的、刺激性毒气,是已知的最强的氧化剂之一。密度1.69克/升,熔点-219.62℃,沸点-188.14℃,化合价-1,氟的电负性最高,电离能为17.422电子伏特,是非金属中最活泼的元素,氧化能力很强,能与大多数含氢的化合物如水、氨和除氦、氖、氩外一切无论液态、固态、或气态的化学物质起反应。氟气与水的反应很复杂,主要产物是氟化氢和氧,以及较少量的过氧化氢,二氟化氧和臭氧产生,也可在化合物中置换其他非金属元素。可以同所有的非金属和金属元素起猛烈的反应,生成氟化物,并发生燃烧。氟离子体积小,容易与许多正离子形成稳定的配位化合物;氟与烃类会发生难以控制的快速反应。氟气有极强的腐蚀性和毒性,操作时应特别小心,切勿使它的液体或蒸气与皮肤和眼睛接触。
氟化物的存在形式
氟化物的存在形式
氟化物是指含有处于-1氧化态的氟的二元化合物。包括氟化氢、金属氟化物、非金属氟化物和氟化铵。有时也包括有机氟化物。
废气、废液会直接污染环境,含氟废渣也会成为氟污染的间接来源。这些含氟废气、废液、废渣的特点是集中排放,造成周围人畜中毒,并引起地方性氟中毒。
科学研究发现,氟对人体内的钙、磷有很强的亲和力,它能破坏体内钙、磷的正常代谢,抑制某些酶的活性,从而引起一系列疾病,包括:氟斑牙、氟骨症、肾、肝、脑损害、免疫功能低下、肺水肿、肺出血、小儿智力衰退等疾病。
在地壳中,氟含量为544ppm,是第13位最丰富的元素。在工业生产过程中,也会排放大量的含氟废气、废液和废渣。造成工业氟污染的氟化物主要来自冶金行业的炼铝和炼钢,化工行业的磷肥和氟塑料生产,硅酸盐行业的砖、瓦、陶瓷、玻璃和耐火材料,电力行业的燃煤。行业。发电。
自然环境中氟的存在形式也多种多样。在空气中,氟主要以氟化氢(HF)和四氟化硅(SiF4)的形式逸出到空气中。氟在土壤—水系统中的形态一般可分为:水溶态、交换态、吸附态等。水溶性氟主要是指以离子或络合物形式存在于土壤和水溶液中的氟,包括F-、HF2-、H2F3-、H3F4-、AlF63-等。腐殖质在水中形成一些有机配体,也能与氟和金属离子
(Pb2+、Hg2+、Co2+、 Zn2+等)。
饮用水中氟的浓度小于 1.0mg/L,适宜浓度为 2.4—5mg/L。如果超过这个范围,就会超标。
氟化物广泛存在于天然水体中。氟在人体的每一个组织中都含有,但要小心在牙齿和骨骼中蓄积。适当的氟含量是人体所必需的,过量的氟会对人体造成危害;一般情况下,氟氯化钠对人体的致死剂量为6—12克。如果饮用水中的氟化物含量达到2.4-5毫克/升,就可能发生氟骨症。
我国磷肥副产氟硅酸的综合利用_薛河南
氟硅酸通常是生产湿法磷酸和普钙的副产品。2006年我国磷肥产量12.10Mt(折100%P2O5),可
副产氟硅酸超过600kt(折100%H2SiF6)。目前,我国氟硅酸大部分是以氟硅酸钠的形式回收,但氟硅酸钠用途窄、
售价低、经济效益差,常常滞销,严重影响了生产厂家回收氟硅酸的积极性,不但造成了氟、硅资源的浪费,而且很大程度上污染了环境。鉴于此,综合开发好磷肥副产氟硅酸的利用就迫在眉睫。
对于磷肥副产氟硅酸的综合利用可以分为氟和硅2个部分。氟资源的综合利用主要是将其转化为氟化物,如氟化铝、
氟化钠、氟化钾、冰晶石、氟化铵、氟化氢铵、氢氟酸和无水氟化氢等,其中将氟硅酸加工成氟化氢,因其附加值高,一直以来是人们关心的热点问题,当然也是技术难题;对于硅资源的综合利用主要是将其转化为白炭黑,本文分直接法和间接法对磷肥副产氟硅酸制备氟化氢和白炭黑的多种技术进行介绍。
1
氟硅酸的性质和应用
1.1
氟硅酸的性质
氟硅酸,相对分子质量144.09,无色透明的发
烟液体,有刺激性气味,呈强酸性反应。无水氟硅酸是无色气体,不稳定,易分解为四氟化硅和氟化氢,在室温已有约50%分解。浓的氟硅酸溶液冷却时能析出无色二水物晶体(H2SiF6・2H2O)。氟硅酸可溶于水,有消毒性能。氟硅酸的最高质量分数为60.92%,当组分含氟硅酸13.3%时最稳定,蒸馏时不分解。氟
硅酸易挥发,能腐蚀玻璃、陶瓷、铅及其它金属,对皮肤有强烈腐蚀,对人的呼吸器官有毒害,宜贮存于蜡制或塑料制的容器中[1]。
1.2氟硅酸的应用
氟硅酸有着广泛的技术应用范围,可制取氟硅
磷肥工业固体废弃物磷石膏的处理讲述
(2)技术水平还需提高
目前,磷石膏制备建筑材料缺乏经济适用的预处理工艺,依然存在着提 纯困难、能耗高等缺陷,影响了产品质量的稳定,如石膏制品强度低、耐水 性差等,不能用作承重墙及外墙材料,这些都需要技术上的突破 。磷石膏制 硫酸联产水泥技术存在着磷石膏的深度脱磷、高温分解等问题,存在着生产 过程复杂、能耗高、投资大、生产规模小的难题。
磷肥工业固体废弃物磷石膏的处理
主讲人:杨耀辉
一、前言
磷石膏是湿法磷酸工业的副产物,每生产1t磷(以 P2O5计算)约产生4.5~5.5t磷石膏。据统计,2014年我 国全年生产磷肥1669.93万t,同比增长2.59%, 而历年 来磷石膏的堆放量累计超过3亿,企业每年为此花费大 量的经费用于建设渣场及其运行管理。磷石膏含未分 解磷矿、游离磷酸、氟化物等杂质,大量堆放会带来 环境问题,污染土壤、大气和水体。根据 2011 年 12 月 出台的《大宗固体废物综合利用实施方案》,到 2015 年,我国磷石膏的综合利用率也只能从 2010 年的 20% 提高至 30% 。因此,如何对其进行合理地处置和处理 是固体废弃物处理面临的重要问题。
图1 磷石膏
图2 磷石膏山旁就是村庄-牛栏江水源保护区环境受污染
二、我国磷石膏综合利用存在的问题
(1)区域发展不平衡
不同地区磷石膏综合利用情况受地域条件和运输半径的影响较大。磷石 膏的产生、堆存主要集中在云南、贵州、四川、湖北等磷复肥产区;而受运 输半径影响,磷石膏消耗主要集中在建筑石膏、水泥产量大的地区。
磷肥生产中含氟废气吸收利用的途径
1 含氟废气 的产 生
含 氟废气 通 常是 指 含 有 气 态 HF SF 、i 的工 业 废气 。在磷 肥 加 工 过 程 中 , 酸 分 解 磷 矿 生 产 磷 硫 酸 时 , 矿 中的氟 将有 部 分 以气态 的形 式 逸 出 。 磷
期 间发 生 的主要 化学 反应 有 :
C 5 ( O ) +n P 4 aF P 4 3 H3 O 一 ( 7 H3 O + n一 ) P 4 1H P 4 0 3O +
列为一大 专题进行 阐述 。开发 氟化 物产 品 , 别 是 特 精细氟化 物产品 、 电子级 氟化 工产 品等高 技术 高 附 加值 的氟 化 工 产 品 , 是 今 后 氟 化工 发 展 的趋 势 。 将 传统 的氟化 工均是 以萤 石 为原料 提 供基 础氟 源 , 我 国萤石储量 居世界首位 , 量丰 富 , 量高 的矿 床 储 但含 不多 , 加之多 年来无 序 开采 , 萤石 资 源流 失较 严 重。
( 云南 云 天 化 国 际化 工 股 份 有 限公 司 三 环 分 公 司 , 南 昆 明 60 1 ) 云 5 13
摘
要 : 阐述了磷肥含氟废气 的产生及 危害 , 通过分析 比较磷肥含氟 废气 吸收净化采 用不 同吸收剂得 到的
磷矿加工中副产氟硅酸及其盐的综合利用
贵州化工
Guizhou Chem ical Industry
2007年6月
第32卷第3期磷矿加工中副产氟硅酸及其盐的综合利用
朱建国1 袁 浩2
(1.贵州省化工研究院,贵州贵阳,550002;2.贵州大学化学工程学院,贵州贵阳,550002)
摘 要 介绍了氟硅酸及其盐的国内外综合利用概况,综述了由氟硅酸及其盐制备氟化氢和氟化工产品的生
产方法与应用,探讨了氟硅酸及其盐的综合利用。
关键词 磷矿 氟硅酸 综合利用
中图分类号 T Q443.19 文献标识码 B 文章编号 1008-9411(2007)03-0034-03
引言
目前作为加工利用的氟资源主要是矿藏中的萤石和磷矿石。萤石中氟含量高,是较为理想的氟资源但其储量有限。据相关资料预计,未来20年,国内共需萤石37M t多,而现有开采价值的萤石富矿储量只有307M t多,算上可用于制酸的萤石也仅可供25年使用;而磷矿伴生的氟资源丰富,我国实际具有开采价值的磷矿中即有5.25×104~7.35×104kt 的氟,相当于2.25×105~3.15×105kt萤石。可以预见在不远的将来,萤石资源枯竭之时,磷矿石中的氟将成为最重要的氟资源。但由于生产技术等原因,我国磷化工生产的副产氟基本没有得到很好地利用,磷矿加工过程中回收的氟,绝大部分是以氟硅酸及其盐的产品形式出现。寻求氟硅酸及其盐的有效利用途径既是磷肥工业减少对环境污染和氟资源浪费的当务之急也是保证氟化工业持续良好发展的需要。
1 氟硅酸及其盐的国内外综合利用概况
国外对磷矿中氟资源的利用绝大多数是从氟硅酸开始,制取氟化物和二氧化硅。上个世纪90年代,国外磷矿副产氟硅酸主要用于炼铝、水泥陶瓷以及水质氟化等领域所需产品的转化。美国每年有约40%用于水质氟化,约35%用于炼铝工业,还有25%是用于清洗剂、水泥硬化剂、搪瓷与玻璃工业;西欧主要用于生产氟化铝和冰晶石的氟硅酸占72%;前苏联建成的磷肥厂大多副产冰晶石,其生产成本比萤石法降低40%。进入本世纪以来,随着氟化工业对氟化氢或氢氟酸需求量的进一步增长,利用氟硅酸为原料开发氟化氢或氢氟酸已成为人们关注的热点。美国是研究、采用氟硅酸生产氢氟酸的最大国家之一,其中的氢氟酸有近60%来自氟硅酸生产,其生产技术已在波兰一大型磷肥企业成功应用。此外英国、德国、瑞士等国家也都在开发以氟硅酸为原料生产氟化氢的生产工艺,并已进入工业实验和应用阶段。
211145475_磷肥生产中的氟回收分析
第52卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.52,No. 4 2023年4月 Liaoning Chemical Industry April,2023
收稿日期: 2022-05-23 磷肥生产中的氟回收分析
冶志超
(甘肃瓮福化工有限责任公司,甘肃 金昌 737202)
摘 要:在农业生产中,磷肥是农作物生长发育主要的肥料之一,在磷肥中含有大量的氟元素和硅元素,但氟元素的回收效果并不良好,容易造成资源浪费,不符合我国生态资源可持续发展理念。因此,对磷肥生产中氟资源的回收进行分析与讨论,并介绍一种可以在磷肥中有效回收氟化物的工艺流程,以充分对氟元素进行回收与二次利用。该工艺流程主要是将磷肥中的含氟废气转化为氟硅酸铵,再通过氨化处理得到二氧化硅和氟化铵,通过进一步回收加工获得氟资源和硅资源,进而创造可观的经济价值。
关 键 词:磷肥;二氧化硅;氟化铵
中图分类号:TQ442 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)04-0573-04
在磷矿工业中,为降低氟化氢对环保和资源的综合利用,各个磷肥企业均设置了氟循环设备,但其运行效益不高,管理成本高,对公司来说是负担不起的。面对着国家对污染物排放标准的严苛规定,一些工厂勉强做到了;有些工厂转移了生产中的矛盾,把再利用的氟硅卖到了更没有能力处理二次污染的小型企业,造成了更严重的环境问题;有些工厂,更是将污水排放到了河流之中。实际上,在磷矿的排放过程中,含有大量的氟化物和硅化物,尤其是含有氟化物。目前已知的是,自然界中可用作氟化物的矿种只有天然冰晶石、萤石和磷。自然的冰晶矿极其罕见,没有任何商业用途。
磷肥工业废气中氟资源的综合利用
服务有机硅氟行业开创信息传播新天地
磷肥工业废气中氟资源的
综合利用
许宁
(南京化工职业技术学院,南京 210048)
摘要:世界上90%以上的氟资源都伴生在磷矿石中,磷矿中含有2%~4%的氟,合理利用磷肥生产中逸出的含氟废气,具有防治污染和节约资源的双重效益。本文从磷矿中氟回收的可能性和氟化工面临的资源压力加以分析,结合磷肥行业氟的利用现状,提出改进氟吸收工艺、调整产品结构,以此提高污染物控制水平和副产氟化物的经济效益。
关键词:磷肥工业,废气,氟资源,综合利用
我国是世界上磷肥的主要生产国和消费国,目前磷肥年产量近1000万吨(折纯P2O5),约80%都是酸法加工磷矿生产。磷矿中含有2%~4%的氟,采用酸法加工时,其中的一部分氟以废气逸出。长期以来,对这类含氟废气的治理一直是磷肥行业污染物控制的重要内容。另一方面,我国年产的30万吨氟化盐产品中,有88%的氟来自萤石,只有12%来自磷肥工业。世界萤石(CaF2)储量约为6.23亿吨,我国储量约为1.4亿吨。2003年我国萤石产量为250万吨。萤石作为一种重要的战略资源,因蕴藏量有限,特别是酸级萤石已面临枯竭,世界各国都非常重视对萤石资源的保护,甚至采取大量进口萤石的政策进行储备。我国2003年也出台政策不再发放新的萤石开采许可证以及采取提高关税限制萤石出口,并对萤石加工产品氢氟酸(HF)实行出口管制,同时,积极寻找新的氟源[1,7]。1、磷矿是重要的氟资源
世界上90%以上的氟资源都伴生在磷矿石中,因此,磷矿是最有利用价值的氟资源。世界磷矿石储量约600亿吨,我国磷矿资源储量约150亿吨。近年来,随着我国磷肥工业的迅速发展,每年仅生产湿法磷酸就需消耗磷矿2000万吨以上[2,3]。
磷肥工业副产氟资源综合利用途径初探
磷肥工业副产氟资源综合利用途径初探
薛福连
(沈阳市辽中县化工总厂,辽宁辽中110200)
摘要:根据磷肥工业发展情况,提出对磷肥工业副产氟资源综合利用的设想,并介绍目前国内已有的一些氟资源综合利用的工艺技术。
关键词:磷肥;副产物;氟资源;综合利用
1 前言
氟化学工业自20世纪30年代崛起,因其产品性能优异,品种不断增加,应用领域不断扩大;使其成为化工行业中迅速发展的一个产业。氟化学工业技术含量高,经济效益和社会效益显著,是高科技产业,其地位令人瞩目。
我国的萤石资源丰富,萤石储量占世界总储量的三分之一,是萤石储量第一大国。但萤石是不可再生资源,国家为了保护萤石资源,对萤石出口实行许可证制度。利用好萤石资源和磷化工生产的副产氟资源是发展氟化工很重要的战略方针,但我国磷化工生产的副产氟基本没有得到很好的利用,因此在保护利用好萤石资源的同时,应充分考虑利用磷化工生产中的副产氟资源。
我国西部地区有丰富的磷矿资源。近几年磷化工产业发展较快,而在磷化工的副产品氟及氟化工产品的加工和利用上与我国东部地区相比就比较落后,其地位与我国丰富的氟资源极为不相称。2 磷肥工业副产氟资源综合利用的可行性2.1 原料
年产30万t 湿法磷酸可副产氟硅酸钠1.5万t/a ,以此推算,全国湿法磷酸约1000万,t 副产氟硅酸(以15%计)约375万t/a 。事实上,磷肥生产中的含氟废气是一个极为便宜的氟资源,对其回收利用符合国家综合利用产品的政策,因此,只要利用方法得当,完全可以在氟化工市场中取得相应的地位。2.2 市场
随着经济的发展和人民生活水平的提高,对氟
磷肥副产氟硅酸制白炭黑技术
无机 盐工业
8
第3 9卷 第 5期
20 0 7年 5月
I NORGANI CHEMI C CAL NDUS SI TRY
磷 肥 副产 氟 硅 酸 制 白炭 黑技 术
薛河 南 明大 增 李 志祥 杨 , , 。 劲
( . 明理工大学生物 与化学工程学 院, 1昆 云南昆明 6 02 ;. 5 2 4 2 云南三环化工股份有限公 司)
2 Yn a he Crl hm a C . Ld ) . u nnT r i e C i l o , t. e cs e c
Ab t a t Hy r f o i c c a i s a b sr c : d o u s ii cd i y—p o u to h s h et i r id s y i n u l d s h r e a u ti q i l l r d c fp o p  ̄e f r l e n u t ,t a n a ic a g mo n s u t iz r s e
a v t e d d s d a tg s o e me o s w r u me p d a a sa ia v a e t t d e e s m d u . n g n n fh h
b g i i a I a e t a e f c v l t ee w l b o s e a l c n mi n n i n n a e e t T i p p rs m- i n Chn . f t n b e t d e e t ey, r i ec n i rb e e o o c a d e vr me t b n f . h s a e u ic r i h l d o l i
磷肥生产中尾气氟化物对植物的污染损害研究
胞 组 织机 结进 行 的 , 受损 叶 片具 有 明 显 特征 。针 对 常 见 的 不 同树种 和农 作 物 具 有 不 同 的抗 性 , 讨 了通 探
磷 矿 石 的 化 学 成 分 主 要 是 磷 灰 石 , 分 子 式 是 其 C P 。 a ( O )F及 SO , 石 与 浓 硫 酸 发 生 化 学 反 应 i 矿 按 以下 步骤 进行 :
前 者 。无 论 是 普 通 过 磷 酸 钙 还 是 磷 酸 一 铵 、 酸 二 磷
多数金属 和非金 属结 合 成 化合 物 , 中部 分 化 合物 其 对 动物 、 物具有较 强 的危害作 用 。环 境空气 中 , 植 氟 化物 多 以固态 类 化 合 物 C F 、 i 气 态类 化 合 物 a SF 、
过 合 理 选择 种 植 抗 性 植 物 , 少 经 济损 失 , 用 治标 、 本措 施 , 少 氟 化 物 的 污 染 。 减 运 治 减 关 键 词 : 肥 ; 气 氟化 物 ; 染损 害 磷 尾 污 中 图分 类 号 : 7 1 X 8 文 献 标 识码 : A 文 章 编 号 : 6 49 4 ( 0 0 0 — 1 2 0 1 7 — 9 4 2 1 ) 90 0 — 3
湿法磷加工副产物氟硅酸综合利用现状概述
云南化工 YunnanChemicalTechnolo源自文库y
doi:103969/jissn1004275X2019011006
Nov2019 Vol46
湿法磷加工副产物氟硅酸综合利用现状概述
李志祥1,吉晓玲2,陈红琼2
(1云南云天化股份有限公司研发中心,云南 昆明 650228; 2云南云天化以化磷业研究技术有限公司,云南 昆明 650228)
我国湿法磷加工副产物氟硅酸资源的综合利用开 发始于 20世纪 70年代初,经过近 50年的发展,已形 成了一批具有自主知识产权的专利技术和专有技术。 21世纪初,伴随着大型湿法磷加工装置的上马,为湿 法磷加工副产物氟硅酸的集中、高效利用创造了有利 条件,先后建成了一批具有示范作用的产业化装置。
1 湿法磷加工副产物氟硅酸综合利用主要途径
磷矿石中伴生有 3% ~4%的氟,主要以氟磷灰 石 [Ca10F2 (PO4)6] 的形态存在,也有少许以氟硅 酸钙 (CaSiF6) 的形态存在[1]。磷灰石中的氟在磷矿 酸解过程中有 42% ~46% 以气态 (HF、SiF4) 形式 放出;在普钙生产过程中,有 18% ~35%转化为气态 氟化 物 排 出,部 分 会 以 气 体 (SiF4 和 HF) 形 式 逸 出[2]。这些气体用水吸收后,就能得到副产品氟硅酸 (H2SiF6)。如不及时消化这些氟硅酸,将严重制约湿 法磷加工企业的正常生产。
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普钙(浓酸矿浆法)生产工艺流程
重钙生产工艺
流程
(1)、化成
室法(浓酸熟 化法)
(2)、无化成 室法(稀酸 返料法)
热法磷肥
热法磷肥是指在高温(高于1000℃)下加入(或不加 入)某些配料分解磷矿制得的磷肥。此类肥料均为非 水溶性的缓效肥料,但肥效持续时间长,不易被土壤 固定或流失。 热法磷肥的生产方法有熔融法和烧结法两种,主要品 种有:钙镁磷肥、脱氟磷肥、烧结钙钠磷肥、偏磷酸 钙及钢渣磷肥等。
氟化氢(HF)
氟化氢是现代氟化工的基础,是制取元素氟、各种氟致冷剂、含氟新材料、 无机氟化盐、各种有机氟化物等的最基本原料。 1、氟硅酸-硫酸法 氟硅酸法生产氟化氢实际上是采用了硫酸分解氟硅酸法,就是将浓硫酸加 入到经浓缩的氟硅酸溶液中,把氟硅酸分解成氟化氢和四氟化硅气体,大 部分的氟化氢被硫酸吸收。而四氟化硅难以吸收,呈气体逸出,用稀的氟 硅酸溶液吸收生产白碳黑和浓的氟硅酸,增浓的氟硅酸又去与浓硫酸反应, 如此反复循环
钙镁磷肥
钙镁磷肥又称熔融含镁磷肥,是一种含有磷酸根的硅 铝酸盐玻璃体的微碱性肥料。它是以磷矿为原料,加 入助熔剂在温度高于1400℃下熔融,然后将熔融体在 水中迅速冷却并烘干、磨细而得到的一种玻璃体粉末 状肥料。 钙镁磷肥生产的主要原料 主要原料是磷矿和助熔剂(如白云石CaCO3·MgCO3、 硅石SiO2、蛇纹石3 MgO·2SiO2·2H2O等)以及燃料, 如焦炭、煤、重油等。
钙镁磷肥反应
在炉料有足够的水蒸汽和SiO2时: 2CaF(PO4)3+SiO2+H2O=3Ca3(PO4)2+CaSiO3+2HF 当水蒸汽不足时: 2CaF(PO4)3+SiO2==3Ca3(PO4)2+0.5Ca2SiO4+0.5SiF4
钙镁磷肥生 产工艺流 程
磷肥工业副产氟化物
磷肥工业及副产氟产物介绍
王乃治 2012年12月
磷肥
磷肥全称磷素肥料,是以磷为主要养分的肥料。 生产磷肥的原料是磷矿石,氟磷酸钙(Ca5F(PO4)3) 磷肥生产方法主要分为两大类:湿法磷肥(酸法磷 肥)、热法磷肥。 酸法磷肥通常是指用硫酸、磷酸、盐酸等无机酸分解 磷矿所制得磷肥的通称。主要品种有普通过磷酸钙, 简称过磷酸钙或普钙;重过磷酸钙,简称重钙;富过 磷酸钙和磷酸氢钙以及氨化过磷酸钙等。 热法磷肥是将磷矿石与配料混合,进行高温加工所得 可被作物吸收的磷酸盐或含磷的玻璃体物质,统称为 热法磷肥。热法磷肥的生产方法有熔融法和烧结法两 种,主要品种有:钙镁磷肥、脱氟磷肥、烧结钙钠磷 肥及钢渣磷肥等。
氟化铵和氟化氢铵
氟化铵:可溶于冷水,受热或遇热水即分解失去氨转化成更稳定的氟化氢 铵。水溶液在蒸发时放出氨气而变为酸性。对皮肤有腐蚀性。有毒! 氟化铵主要用作玻璃刻蚀剂,防腐剂也是冰晶石生产的中间体。 氟化氢铵:易溶于水,水溶液呈强酸性,有氟化氢的酸味。在热水中Fra Baidu bibliotek解, 高温下升华。能腐蚀玻璃,对皮肤有腐蚀性。有毒! 氟化氢铵主要用作玻璃蚀刻剂、防腐剂等。 二者的生产工艺也基本相同 H2SiF6 + 6NH3 → 6NH4F + SiO2↓ NH4F + HF → NH4HF2
该工艺是目前国内氟化钠生产的主要工艺技术。能耗低,原料价格便宜, 无污染,生产的氟化钠,产品质量较好,杂质含量低,外观也好看,符 合用户需求,是制备氟化钠的理想工艺。
氟化钾(KF)
易溶于水,能溶于氢氟酸和液氨,微溶于醇及丙酮,水溶液呈碱性 主要用于玻璃雕刻、食物防腐、电镀。可用作焊接助熔剂、杀虫剂、有机 化合物的氟化剂、 催化剂、吸收剂。络合滴定掩蔽剂。钽的微量分析。 H2SiF6•2H2O + 2KCl → K2SiF6 + 2HCl K2SiF6 + 4KOH→ 6KF + SiO2↓+ 2H2O
萤石(CaF2)作为工业上氟元素的主要来源,我国虽然萤石资源丰富, 储量占世 界 总 储量的 三 分之 一 ,但作为一种不可再生的资源,日益枯 竭。而在磷肥工业中会产生大量的含氟尾气(SiF4+HF),如果不处理会 对人体及自然环境产生极大的危害。所以利 用 好 磷 化工 生产 的副 产 氟 资 源 是 发 展 氟 化 工 很 重 要 的 战 略 方针。 氟产物包括: ①氟硅酸物:主要是氟硅酸钠(Na2SiF6)。 ②氟化物:氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)、氟化钾(KF)、 氟化铵(NH4F)、氟化氢铵(NH4HF2)、HF ③冰晶石(Na3AlF)
氟化铝(AlF3)
不溶于水。 主要用于炼铝生产,以降低熔点和提高电解质的导电率,是氟化盐中用量 最大的一种。 氟硅酸路线
氟化铵路线
氟化钠(NaF)
氟化钠微溶于水,温度升高对溶解度影响不大, 0℃时溶解量为4%, 100℃时为5%。水溶液呈弱碱性。 制造其它氟化物的原料;也用于农业杀虫杀菌剂;木材防腐剂、水处理剂、 沸腾钢制造的添加剂、轻金属氟盐处理剂、冶炼精炼及作保护层、核工业 中用作吸附剂。 氟硅酸路线 2Na2CO3 + Na2SiF6→6NaF↓+ 2CO2↑+SiO2
湿法磷肥
主要反应: ① 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4+3H2O → 3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4 +2HF↑
② Ca5(PO4)3F+ 7H3PO4+5H2O →5Ca(H2PO4)2·H2O +HF↑ ③ SiO2 +HF=SiF4 ↑ +H2O
普钙(稀酸矿粉、立式混合器、回转化成室)生产 工艺流程
湿法磷肥工业中在萃取磷酸、磷酸浓缩的过程中会产生大量含氟尾气,主 要是四氟化硅(SiF4)。 磷肥企业通常配上洗涤装置,用水吸收含氟尾气生成氟硅酸然后进一步加 工。氟硅酸铵路线
也有企业用氟化铵、氨、水三步吸收生成氟化铵进一步加工。氟化铵路线
氟硅酸钠(Na2SiF6)
氟硅酸钠是氟硅酸盐中产量最大的一种产品。 用途:木材工业中作防腐剂;用作玻璃和搪瓷的乳白剂;天然乳胶制品中 用作凝固剂 、电镀锌、镍、 铁三元镀层中用作添加剂,还用作塑料填充 剂。此外,还用于制药和饮用水的氟化处理,及制造人造冰晶石的氟化钠。 生产方法:氟硅酸与钠盐生成微溶的氟硅酸钠,钠盐主要是氯化钠,但过 程总产生大量含算废水。 H2SiF6+ 2NaCl → Na2SiF6↓ + 2HCl