[发明专利]由氟硅酸和液氨制备氟化铵或氟化氢铵的设备及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及由氟硅酸和液氨制备氟化铵与氟化氢铵的设备及其生产方法。

背景技术

氟化铵和氟化氢铵是重要的化工原料。氟化铵主要用于合成冰晶石的中间体，在多个领域有着重要用途：冶金工业中用于提取稀有金属，在玻璃工业中用作蚀刻剂，在酿造工业中用作啤酒消毒剂，在机械工业中用作金属表面化学抛光剂，在木材工业中用作防腐剂；化学分析当中用作离子检测的掩蔽剂，含量的点滴试剂，络合滴合铝的沉淀剂，用于配制滴定液和测量铜合金中铅、铜、锌成分以及铁矿石和煤焦油中铅含量。

氟化氢铵主要用于玻璃刻蚀剂，防腐剂，消毒剂，分析试剂，氧化铍制金属铍的溶剂，硅素钢板的表面处理剂，还用于制造陶瓷和铝镁合金的氧化剂及锅炉给水系统和蒸汽发生系统的清洗剂，油田沙石的酸化处理，有机合成的氟化剂，提取稀有元素的试剂等。

氟硅酸通常是生产湿法磷酸和普钙的副产品，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，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，同时也制约了磷肥行业的发展，这不但造成了氟、硅资源的严重浪费，而且很大程度上污染了环境。将磷肥生产的副产品氟硅酸与液氨反应生产氟化铵和氟化氢铵既能避免磷肥生产过程中的环境污染和浪费，还能变废为宝，生产出用途广泛的氟化铵和氟化氢铵，从而创造出良好的经济效益。现有技术中也有用氟硅酸与氨反应生产白炭黑的工艺，但其中存在以下问题：首先，只有公开反应路线，并无具体适合工业化生产的设施和方法；其次，其目标产品为白炭黑，氟化铵只是其反应的副产品，因此其工艺的侧重点在于关注白炭黑的品质，因而其副产品氟化铵的品质不高，无法作为工业原料继续使用，造成极大的浪费；并且，为了使白炭黑的质量得到保证，必须降低氟化铵溶液的浓度，使反应产物氟化铵溶液的浓度很低（例如5%），如果在此基础上浓缩结晶氟化铵，则需要花费极大的能耗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种由氟硅酸和液氨制备氟化铵与氟化氢铵的设备及其生产方法。本发明要解决的技术问题是：提供能够利用磷肥生产的副产品氟硅酸工业化大规模生产高品质氟化铵或者氟化氢铵的设备，既能充分利用氟硅酸，又能生产出高品质的氟化铵或者氟化氢铵，具有环保和经济双重效益。为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：由氟硅酸和液氨制备氟化铵或氟化氢铵的设备，其特征在于，包括原料储存装置、一级反应装置、二级反应装置、反应产物分离浓缩装置、废液处理回收装置以及将所述装置连通在一起的管道和阀门；所述原料储存装置分别与一级反应装置、二级反应装置、废液处理回收装置相连通；所述一级反应装置与二级反应装置相连通；所述二级反应装置与反应产物分离浓缩装置相连通；所述反应产物分离浓缩装置与废液处理回收装置相连通。

上述方案中，所述原料储存装置为氨混合缓冲罐；所述一级反应装置包括一级反应器、一级反应液输送泵、一级反应冷却器，所述一级反应器的出料口与一级反应冷却器的进料口通过一级反应液输送泵相连通；所述二级反应装置包括二级反应器、二级反应液输送泵；所述一级反应冷却器的出料口与二级反应器的进料口相连通；所述氨混合缓冲罐的出料口分别与一级反应器和二级反应器的进料口相连通。

上述方案中，所述一级反应冷却器的出料口还与一级反应器的进料口相连通。

上述方案中，所述二级反应器内设有换热盘管。

上述方案中，所述反应产物分离浓缩装置包括压滤机、调和罐、反应液输送泵、浓缩罐、反应液蒸发加热器、产品结晶罐、离心机；所述压滤机的进料口通过二级反应液输送泵与二级反应器的出料口相连通，所述压滤机的液相出料口与所述调和罐的进料口相连通，所述压滤机的固相出料口为二氧化硅排出口；所述调和罐的出料口通过反应液输送泵与浓缩罐的进料口相连通，所述反应液蒸发加热器与浓缩罐循环连通，所述浓缩罐的液相出料口与产品结晶罐的进料口相连通，所述浓缩罐的气相出料口与废液处理回收装置相连通，所述产品结晶罐的出料口与离心机的进料口相连通，所述离心机的液相出料口通过反应液输送泵与浓缩罐的进料口相连通，所述离心机的固相出料口为氟化铵或氟化氢铵排出口。