[发明专利]氟硅酸中和焙烧加工制造无水氟化氢的方法

说明书

以石灰乳中和氟硅酸，中温焙烧制造无水氟化氢，在中和产物中补加二氧化硅，使之达到符合水热焙烧反应的等克分子的配比。在摄氏800‑‑‑‑900度的电炉中，通水蒸气焙烧，焙烧渣磨细即为优质硅肥。释放出来的含氟化氢气体，先经过热交换器换热降温，再用浓硫酸净化脱水，冷凝成氟化氢粗产品，再加热蒸馏，冷凝成无水氟化氢产品，稀释了的硫酸，经蒸发浓缩补充发烟硫酸，返回去净化脱水焙烧炉气。

技术领域

本发明是无水氟化氢的制造技术，是属于卤化盐水热焙烧技术领域。

背景材料

目前国内外硫酸湿法磷酸企业的付产氟硅酸，大都是用来加工作低档次的氟盐，如氟硅酸钠，氟化钠，氟化铝及冰晶石等产品。从产品升级换代要求，现在国内外都在大力研发将其制成无水氟化氢(AHF)，此加工工艺可分为直接法和间接法两种。前者是将氟硅酸一步产出氟化氢和四氟化硅，经净化分离得到AHF产品，后者是先把氟硅酸转化为一种氟化盐，再加工成AHF产品。直接法有U.S.P.NO.3969.485 (JULY13.1976)，U.S.P.NO.3218.124(NOV.16.1965)和 U.S.P.NO.3257.167(JUN 21.1966)均是用硫酸分解氟硅酸来制造AHF，但都分解不完全，产率不高。U.S.P.NO.4114.158 (March.13.1979)和U.S.P.NO.4036.938均为热解氟硅酸制造 AHF，生成的AHF纯度不高，同时需要大量浓硫酸，随后又要处理产生的大量稀释了的硫酸。U.S.P.NO.4008.130(Feb.15.1977) 是用蒸馏氟硅酸来制造AHF，该工艺在高温生成的含水氟化氢腐蚀性严重，同时生成的超细白炭黑很难收集。U.S.P.NO4389.293(Jun.21.1983)采用电渗析分离氟硅酸和氢氟酸制造AHF，该法高温下含水氟化氢腐蚀严重，材质难选，同时需要大量硫酸来干燥含水氟化氢，之后又要处理大量稀释了的硫酸，俄罗斯专利USSRNO174.610。采用电渗析提浓氟硅酸，再用硫酸将其分解，但分解不完全，产率不高。间接法有 U.S.P.NO.3087787(Apr.30.1963)是加热氟硅酸钠使其分解制 AHF，此法分解不好控制，腐蚀严重。以色列专利891276是由氟硅酸钾与氨水反应制AHF，但转化不完全，中间产物----氟氢化钾热解也不完全。U.S.P.NO.3787 304采用碱溶液处理氟硅酸制造AHF，该法耗电量大，不经济。德国HanoVer工艺是用氨水分解氟硅酸制造AHF此法过滤困难，需要大量的洗涤用水，还有把氟硅酸转化为氟化钙，在按传统的硫酸法制AHF

H₂SiF₆+3Ca(OH)₂→3CaF₂+SiO₂+4H₂O...........(1)

CaF₂+H₂SO₄→CaSO₄·2H₂O+2HF...........(2)

此法第一反应式反应产物CaF₂和SiO₂均为固相，分离较困难。获悉四川大学在这方面进行了大量的的研发，并申请了两项专利，但以上均未见氟硅酸中和焙烧法制AHF的先例。

发明内容

本工艺受上述背景材料反应式(1)的启发，氟硅酸加石灰中和产物就是氟化钙焙烧法制AHF的原料，根本无需分离，而且还要补充一部分SiO₂即可进行焙烧反应

CaF₂+SiO₂→CaSiO₃+2HF

焙烧后的过程与笔者同时申请的“萤石水热焙烧法制造无水氟化氢的方法”专利一样进行。

具体步骤为

1 将一定浓度的氟硅酸加石灰乳中和到PH＝5～6，过滤。