[发明专利]一种回收湿法磷酸尾气中硅生产白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅，具体来说是一种回收湿法磷酸尾气中硅生产白炭黑的方法。

背景技术

众所周知，传统的湿法磷酸反应烟气中含氟气体的吸收工艺是通过用水吸收，但湿法磷酸反应烟气中氟是以SiF₄的形式存在，在用水吸收的过程中，容易产生硅胶，导致容易结垢而堵塞设备管道。设备管道结垢堵塞，不仅影响湿法磷酸反应烟气中氟的吸收效果，造成湿法磷酸反应烟气中氟含量超标而影响环境，还由于设备管道结垢严重，需要大量的人力物力进行清理，严重影响到装置的开车率。

目前回收磷矿伴生硅资源生产白炭黑方法有： 申请号为200710066136.2的专利申请，以氟硅酸和氨水为原料进行分步氨化反应、过滤、洗涤、干燥制得白炭黑和高浓度氟化氨母液。申请号为201010183204.5的专利申请，在-5~30℃，将氟硅酸与氨水同时加入反应器中，控制PH值连续反应，得到白炭黑滤饼和氟化氨溶液，白炭黑滤饼经洗涤干燥后的白炭黑产品，滤液是氟化氨溶液。

上述技术以湿法磷酸副产氟硅酸和氨水为原料，湿法磷酸生产过程用水吸收含氟气体生产氟硅酸本身收率不高，还有大量含氟（20~50%）没有回收，资源没有充分利用。同时产生滤液氟化氨浓度低，在浓缩过程中能耗高。

201210110205.6的申请是以18~25%氟化氨溶液在95~108℃条件下溶解含氟硅渣，在30~50℃氨化反应、过滤、洗涤、干燥制得白炭黑。该技术在较高温度溶解含氟硅渣，较低温度氨化反应，生成流程长，能耗高，同时产生滤液氟化氨浓度低，在浓缩过程中能耗高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能回收湿法磷酸尾气中含硅气体，利用磷矿中的硅资源，同时解决湿法磷酸生产过程中硅胶结垢堵塞设备管道问题和湿法磷酸尾气带来的环保压力，降低尾气排放对环境污染的回收硅资源生产白炭黑的方法。

本发明的技术方案是：一种回收湿法磷酸尾气中硅生产白炭黑的方法，它包含以下步骤：

   (1) 吸收制取氟硅酸氨溶液：用氟化铵质量分数为15％～50％的吸收液进行循环洗涤吸收湿法磷酸尾气中的含SiF₄气体；

上述湿法磷酸尾气中氟的回收方法中，气体吸收过程时温度控制在30～60℃。

上述总反应方程式如下：

2mNH₄F +mSiF₄  = m(NH₄)₂SiF₆

根据湿法磷酸尾气每小时流量和尾气中SiF₄含量，氟化氨用量为理论用量0.8-2倍，按流量比例添加洗涤后连续排放（维持循环洗涤液量不变）得到透明氟硅酸溶液。

(2)氨化反应制取氟化氨：制得氟硅酸溶液通入氨气至pH值8.5-10.5，沉淀析出白炭黑，过滤得到白炭黑固体及质量浓度为15-50%氟化氨溶液，该氟化氨溶液按与湿法磷酸尾气所需量返回。

(3) 干燥及包装：用干净水洗涤白炭黑固体后，进入干燥系统，干燥水分小于1%后，冷却至常温包装得到合格白炭黑产品。

    本发明的有益效果是：采用本发明方法后，使湿法磷酸尾气中含硅气体的得到回收利用，减少了硅胶堵塞设备管道，延长了湿法磷酸的生产周期，可由原来的7天延长至25天，降低了清理设备管道结垢的劳动强度，提高了装置的运行率。

 

具体实施方式  

以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。

某厂采用本发明的方法，具体实施如下：

实施例1：

一种回收湿法磷酸尾气中硅生产白炭黑的方法，包含以下步骤：

（1）先将质量分数为25％氟化铵吸收溶液；再用泵将打入湿法磷酸尾洗装置进行经过四级逆流循环洗涤，吸收湿法磷酸反应烟气中的含SiF₄气体，将吸收温度控制在50~55℃。制得氟硅酸铵溶液并连续排放氟硅酸铵贮槽贮存。

（2）通入氨气至PH值9.0沉淀析出白炭黑，过滤得到白炭黑固体和质量浓度为25%氟化氨溶液，该氟化氨溶液按与湿法磷酸尾气所需量返回。

(3) 干燥及包装：用干净水洗涤白炭黑固体后，进入干燥系统，用450℃烟道气干燥水分小于1%后，冷却至常温包装。

实施例2：

一种回收湿法磷酸尾气中硅生产白炭黑的方法，包含以下步骤：