[发明专利]一种氟化铵盐的液相酸解方法有效
申请号: | 200610051178.4 | 申请日: | 2006-08-09 |
公开(公告)号: | CN101121503A | 公开(公告)日: | 2008-02-13 |
发明(设计)人: | 唐波;张筑楠;陈文兴;丁禹 | 申请(专利权)人: | 贵州省化工研究院 |
主分类号: | C01B7/19 | 分类号: | C01B7/19 |
代理公司: | 贵阳中工知识产权代理事务所 | 代理人: | 刘安宁 |
地址: | 550002*** | 国省代码: | 贵州;52 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 氟化 铵盐 液相酸解 方法 | ||
技术领域
本发明涉及氟化物,具体而言涉及氟化铵盐的液相酸解方法。
背景技术
众所周知,在磷矿的酸法加工过程中会溢出含氟和硅元素的废气。在现有的废气回收利用工艺中有CN1554570A号“一种磷肥副产物综合利用的方法”的专利技术,其技术方案是首先通过氨解分别得到二氧化硅固体和氟化铵溶液,通过过滤实现氟、硅元素的分离,过滤出的氟化铵溶液含NH4F10%~25%;该氟化铵溶液经蒸发浓缩和干燥两个环节的脱水得到含水份≤2%的氟化铵和氟化氢铵的固体混合物,其中的氟化氢铵来自于氟化铵溶液蒸发浓缩和干燥过程中氟化铵的热解反应。固体氟化铵盐混合物再与硫酸进行酸解反应制取氟化氢气体。氟化氢气体经进一步净化、冷凝即得无水氟化氢。
该现有技术的缺点是:①由于酸解配料的原因,两种原料的混合物物相在酸解反应过程中不断变化,在最高反应温度条件下由前期的液相向后期的析出固相转变,因此极不利于设备的稳定操作。②由于处于中性或弱酸性介质中的氟化铵盐在高温条件下具有较强的升华特性,因此在氟化铵溶液蒸发浓缩、干燥的过程中及固体氟化铵盐混合物与硫酸进行酸解反应的过程中氟化铵盐的挥发损失较大,这除了会降低总氟收率外,还会因挥发出的氟化铵盐在装置的相对低温部位析出结晶而阻塞气体通道,降低相关设备的运行可靠性和稳定性;③将含NH4F10%~25%的稀氟化铵溶液蒸发浓缩、干燥至含水份≤2%固体氟化铵盐混合物,需蒸发大量的水,以1t无水氟化氢计,水的蒸发量为6~17t,这需要消耗大量的能量。④酸解氟化氢挥发率最高仅达90%,难以令人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氟化铵盐的液相酸解方法,以克服现有技术存在的缺点。
为了实现上述目的,发明人通过大量探索性试验、对比试验和条件试验从而完成了本发明。发明人所提供的工艺特点是:
①直接使用含水原料氟化铵盐,不预先浓缩或不干燥脱水,形态为液体或固体,其组成成份为NH4F或NH4HF2或二者混合物,其质量分数为8%~100%,H2O含量小于92%;使用浓硫酸或发烟硫酸或三氧化硫作为氟化铵盐液相酸解反应的原料酸,即硫酸浓度为:以H2SO4计80%~122.5%;
②根据原料氟化铵盐中H2O和NH4+的含量及硫酸中H2SO4和H2O或SO3的含量计算氟化铵盐与硫酸酸解反应的配料量。通过控制过量的硫酸配料量使氟化铵盐与硫酸混合后至酸解反应结束的整个反应过程中皆不析出固相,为完全的液相反应,并减少酸解反应混合物料中水的蒸发。
③将计量的氟化铵盐与计量的硫酸混合并在加热下进行液相酸解反应,升温至反应温度并保温反应至HF挥发率达93%~99%;原料带入的大部分水在反应过程中始终保留在酸解反应液中,酸解反应结束后以液态的酸解残液形式排出反应体系,仅有少部分水随HF挥发出来进入氟化氢气体中;酸解残液的凝固点为常温~160℃,随水和硫酸含量的增减而变化。
④为进一步提高液相酸解反应氟化氢挥发率,可向酸解残液中鼓入空气或加入易于气化的有机溶剂进行气提操作,酸解挥发出的氟化氢气体经常规工艺净化处理后即得到无水氟化氢产品或氢氟酸产品。
上述液相酸解方法的配料比为氟化铵盐(折100%NH4+计):原料中的总水含量∶硫酸(折100%H2SO4计)=1∶0~25∶4.2~480。
上述液相酸解反应的温度控制在150~260℃;保温反应时间为10~180min。
上述液相酸解反应后,反应体系中各部分物料的水分布比例是,酸解残液中水∶氟化氢气体中水=1∶0~0.3,即总水量的70%~100%的水被留在酸解残液中并与氟化氢气体分离,仅有低于30%的水挥发进入氟化氢气体中。
上述液相酸解反应可以是间断操作,也可以是连续操作。
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