專利名稱：：一種對(duì)磷化工副產(chǎn)物氟硅酸綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及磷化工的
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地說，本發(fā)明涉及利用磷化工副產(chǎn)物高濃度氟硅酸制備白炭黑與氟化銨的方法。
背景技術(shù)：
：作為磷化工生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)有害物氟硅酸，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，因此如何利用磷化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氟資源，提高氟資源的綜合利用，減少副產(chǎn)氟的排放，保護(hù)環(huán)境，創(chuàng)造更多具備高附加值的產(chǎn)品等是發(fā)展氟化工極為重要的戰(zhàn)略方針。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)磷肥生產(chǎn)廠商，氟硅酸主要用于生產(chǎn)氟硅酸鈉，而氟硅酸鈉用途較為單一，氟硅酸鈉銷量很受局限。大量的氟硅酸有待尋找新的用途。白炭黑是無機(jī)材料中應(yīng)用范圍最廣，當(dāng)前世界上大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中產(chǎn)量最高的一種粉體材料。白炭黑具有如此廣泛的用途主要是由于白炭黑的空間結(jié)抅，而表征白炭黑空間結(jié)構(gòu)最重要的二個(gè)指標(biāo)就是比表面積和DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)吸收值。由于制造方法不同，白炭黑的物化性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)均會(huì)有一定差異，故其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用效果也不同。因此，釆用氟硅酸氨化法制取白炭黑，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)磷化工副產(chǎn)物氟硅酸綜合利用的方法。該方法有效克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，.工藝簡單、生產(chǎn)周期短，對(duì)白炭黑的比表面積和DBP吸收值能實(shí)現(xiàn)可控操作，且氨化收率高。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。*除非另有說明，本發(fā)明中所釆用的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明提供了一種對(duì)磷化工副產(chǎn)物氟硅酸綜合利用的方法，該方法包括如下步驟(1)在-53(TC,將濃度為18%~35%的氟硅酸溶液加入帶強(qiáng)攪拌快撤熱的容器中，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm10000rpm,在轉(zhuǎn)速為1000~5000rpm時(shí)效果尤佳，在劇烈攪拌的同時(shí)滴加氨水，氨水濃度為13%-37%，或者通入氨氣；進(jìn)行氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱；(2)反應(yīng)完成后，過濾得到硅膠，硅膠經(jīng)洗滌干燥后得到表面積為160~350m7g的白炭黑成品；(3)濾液為濃度大于20%的氟化銨溶液，氨化收率可以達(dá)到98%。本發(fā)明在白炭黑收率60%~80%時(shí)，可調(diào)整溫度為3(TC5(TC，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速為2001000rpm，同時(shí)滴加濃度為13%~37%的氨水或者通入氨氣，反應(yīng)160min后，過濾得到硅膠，洗滌干燥后白炭黑的比表面積為130~280mVg,DBP吸收值為2.4~3.5。本發(fā)明可以通過改變硅膠洗滌方式，來調(diào)整白炭黑比表面積和DBP吸收值之間的關(guān)系稀鹽酸溶液(0.00001%-2%),稀氨水溶液(O.00001%~2%)，乙醇溶液(10%~100%)，洗滌方式不同會(huì)使白炭黑比表面積和DBP吸收值的不同。反應(yīng)式如下(1)H2SiF6+2NH3=(NH4)2SiF6(2)(NH4)2SiF6+4NH3+(n+2)H20=6NH4F+Si02.nH20本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1.采用50010000rpm的高轉(zhuǎn)速攪拌,增大攪拌漿與物料之間的剪切力，不僅有利于生成顆粒小且均勻的二氧化硅顆粒，還使得傳質(zhì)更加均勻，可以抑制二氧化硅顆粒的團(tuán)聚和硬團(tuán)聚現(xiàn)象的產(chǎn)生。易于生成比表面較高的白炭黑。2.采用撤熱快的反應(yīng)器，有利于快速撤走反應(yīng)生成的熱量，抑制局部過熱，降低二氧化硅粒子團(tuán)聚的可能。3.用髙濃度的氟硅酸(18%~35%)高濃度的氨水(13%~37%)進(jìn)行反應(yīng)，最終生成的氟化銨溶液濃度高，反應(yīng)效率高，設(shè)備利用率高，設(shè)備投資低。具體實(shí)施方式通過下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例以及比較實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明。但它們不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實(shí)施例1在溫度0°C,將濃度為18%的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟撹拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm,同時(shí)滴加濃度為13%的氨水150g,在氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱，反應(yīng)完畢后過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑。白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為350m7g;DBP吸收值為2.10。實(shí)施例2在溫度3(TC,將濃度為30y。的氟硅酸60g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為4000rpm，同時(shí)滴加濃度為30%的氨水70g,在氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱，反應(yīng)完畢后過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑。白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為160mVg;DBP吸收值為2.00。實(shí)施例3在溫度20'C，將濃度為18%的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為1000rpm，同時(shí)滴加濃度為20%的氨水105g,在氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱，反應(yīng)完畢后過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑。白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為240m7g;DBP吸收值為2.15。實(shí)施例4在溫度(TC，將濃度為18%的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm，同時(shí)通入氨氣60L，在氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱，反應(yīng)完畢后過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑。白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為350mVg;DBP吸收值為2.10。實(shí)施例5在溫度O'C,將濃度為18%的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm，同時(shí)滴加濃度為13%的氨水100g，在氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱，滴加完畢后，改變溫度為30'C，調(diào)整攪拌500rpm的同時(shí)滴加濃度為13y。氨水50g,反應(yīng)時(shí)間為2min,過濾得到硅膠，洗滌干燥后白炭黑比表面積270m7g,DBP吸收值為2.6。實(shí)施例6如實(shí)施例5所述，僅僅改變后面一步氨化的溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、氨水濃度、氨水加入量和反應(yīng)時(shí)間，溫度為4(TC,攪拌轉(zhuǎn)速為1000rpm,氨水濃度為18%，氨水加入量為38g，反應(yīng)時(shí)間為30min，最終成品白炭黑的比表面積為180mVg,DBP吸收值為3.4。實(shí)施例7如實(shí)施例5所述，僅僅改變后面一步氨化的溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、氨水濃度、氨水加入量和反應(yīng)時(shí)間，溫度為4(TC，攪拌轉(zhuǎn)速為1000rpm,氨水濃度為35%,氨水加入量為20g,反應(yīng)時(shí)間為30min，最終成品白炭黑的比表面積為180mVg，DBP吸收值為3.0。實(shí)施例8在溫度(TC,將濃度為18y。的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm,同時(shí)滴加濃度為13%的氨水90g,反應(yīng)時(shí)間為3min，氨水滴加完后，改變溫度為3(TC，調(diào)整攪拌500rpm的同時(shí)通入氨氣11L,反應(yīng)時(shí)間為2min，過濾得到硅膠，洗滌干燥后白炭黑比表面積270mVg，DBP吸收值為2.6。實(shí)施例9在溫度3(TC,將濃度為30y。的氟硅酸60g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為4000rpm,同時(shí)滴加濃度為30%的氨水70g，反應(yīng)時(shí)間為10min，過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑。將此白炭黑平均分成四份,用四種不同的溶液(1%稀氨水，1%的稀鹽酸，無水乙醇，去離子水)洗滌，試驗(yàn)結(jié)果見表1。表l.四種洗滌方式對(duì)白炭黑比表面積和DBP影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*應(yīng)該說明的是，這些實(shí)施例只是為說明本發(fā)明的原理所作講解和描述。在不偏離本發(fā)明本質(zhì)和范圍條件下許多改進(jìn)和適應(yīng)性修改均認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種對(duì)磷化工副產(chǎn)物氟硅酸綜合利用的方法，其特征在于該方法包括下述順序的步驟(1)在-5～30℃，將濃度為18％～35％的氟硅酸溶液加入帶強(qiáng)攪拌快撤熱的容器中，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm～10000rpm，在劇烈攪拌的同時(shí)滴加氨水，氨水濃度為13％～37％，或者通入氨氣；進(jìn)行氨化反應(yīng)的同時(shí)撤走反應(yīng)熱；(2)反應(yīng)完成后，過濾得到硅膠，硅膠經(jīng)洗滌干燥后得到表面積為160～350m2/g的白炭黑成品；(3)濾液為濃度大于20％的氟化銨溶液，氨化收率可以達(dá)到98％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸綜合利用方法，其特征在于步驟(1)中所述的攪拌轉(zhuǎn)速為1000-5000rpm?！?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸綜合利用方法，其特征在于進(jìn)一步包括在步驟(l)白炭黑收率為60%~80%時(shí)，將溫度調(diào)整為3(TC-50。C,調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm-1000rpm,同時(shí)滴加濃度為13%~37/。的氨水或者通入氨氣，反應(yīng)1~60min后，過濾得到硅膠,'洗滌干燥后白炭黑的比表面積為130~280mVg，DBP吸收值為2.4~3.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸綜合利用方法，其特征在于在溫度O'C下，將濃度為18%的氟硅酸1008溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm，同時(shí)滴加濃度為13%的氨水150g，反應(yīng)時(shí)間為3min,過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑，白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為350mVg;DBP吸收值為2.10。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氟硅酸綜合利用方法，其特征在于在溫度O°C，將*度為18%的氟硅酸100g溶液加入反應(yīng)器中，開啟攪拌，在轉(zhuǎn)速為3000rpm，同時(shí)通入氨氣60L，反應(yīng)時(shí)間為3min，過濾得到硅膠濾餅，濾餅經(jīng)洗滌干燥后得到白炭黑，白炭黑主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為比表面積為350mVg;DBP吸收值為2.10。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的氟硅酸綜合利用方法，其特征在于采用改變硅膠洗滌方式，來調(diào)整白炭黑比表面積和DBP吸收值之間的關(guān)系，稀鹽酸溶液濃度為0.00001%~2%,稀氨水溶液濃度為0.00001%~2%，乙醇溶液濃度為10%~100%。全文摘要本發(fā)明公開了一種對(duì)磷化工副產(chǎn)物氟硅酸綜合利用的方法。該方法是在-5～30℃下，將濃度為18％～35％的氟硅酸溶液加入帶強(qiáng)攪拌快撤熱的容器中，開啟攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm～10000rpm，同時(shí)滴加氨水，氨水濃度為13％-37％，或者通入氨氣。經(jīng)過濾得到硅膠，硅膠經(jīng)洗滌干燥后得到表面積為160～350m²/g的白炭黑成品。濾液為濃度大于20％的氟化銨溶液，氨化收率可以達(dá)到98％。本發(fā)明工藝簡單，氟硅酸得到充分利用，生成的白炭黑品質(zhì)優(yōu)良。文檔編號(hào)C01B33/00GK101214960SQ20071006650公開日2008年7月9日申請(qǐng)日期2007年12月28日優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日發(fā)明者吳立群,朱嚴(yán)瑾,楊亞斌,梁雪松,毅梅,王汝春申請(qǐng)人:云南省化工研究院