本發(fā)明屬于磷化工領(lǐng)域。特別涉及到一種采用磷化工副產(chǎn)物氟硅酸制備氟化氫鈉技術(shù)。

背景技術(shù)：

氟化氫鈉為白色顆粒，加熱容易分解為氟化鈉和氟化氫，有強(qiáng)烈酸味，易吸潮。氟化氫鈉用途廣泛，主要作為食物保護(hù)劑、動(dòng)植物標(biāo)本及解剖標(biāo)本保存劑和防腐劑，也用于耐酸水泥、磚石清潔劑、消毒劑、玻璃蝕刻劑、皮革處理劑、焊接助劑、不銹鋼酸洗及紡織品處理劑等。

目前，氟化氫鈉的制備技術(shù)主要有：以螢石為原料制備氫氟酸溶液(含HF約40％)或者無(wú)水氟化氫，HF與無(wú)機(jī)堿(碳酸鈉或氫氧化鈉)反應(yīng)后制備得到氟化氫鈉。由于螢石資源的逐漸枯竭，國(guó)家已經(jīng)限制其廣泛開(kāi)采。螢石資源的匱乏導(dǎo)致無(wú)水氟化氫或氫氟酸產(chǎn)品生產(chǎn)成本居高不下，因此，該技術(shù)方案制備氟氫化鈉已不適應(yīng)資源、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。

我國(guó)是磷礦資源大國(guó)，磷礦中氟的含量占氟資源總量的90％以上。磷礦在濕法磷酸過(guò)程中產(chǎn)生大量低濃度低附加值氟硅酸副產(chǎn)物，氟硅酸是磷化工行業(yè)的工業(yè)副產(chǎn)物，具有產(chǎn)量大、難處理、污染嚴(yán)重的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)目前以螢石為原料的氟資源匱乏問(wèn)題和磷化工副產(chǎn)低濃度氟硅酸難于經(jīng)濟(jì)化利用問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出以磷化工副產(chǎn)低濃度氟硅酸替代螢石作為氟資源，制備高附加值氟化氫鈉技術(shù)，該技術(shù)的順利實(shí)施，不但解決了目前氟硅酸廢水排放造成的環(huán)境破壞和污染，而且制備得到了高附加值氟化氫鈉，具有重大的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明通過(guò)以下步驟制備氟化氫鈉：(1)氟硅酸溶液加入氟化鈉固體后攪拌，壓濾，濾液為低濃度氫氟酸，濾餅為氟硅酸鈉；(2)低濃度氫氟酸溶液中按計(jì)量比加入氟化鈉固體，攪拌均勻后，進(jìn)入濃縮系統(tǒng)，濃縮溶液冷卻結(jié)晶，所得固體干燥后，得到氟化氫鈉產(chǎn)品；(3)步驟(1)中氟硅酸鈉固體加入到碳酸鈉溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層，上層為硅膠懸浮液，下層為氟化鈉固體，將下層氟化鈉進(jìn)行壓濾，得到氟化鈉固體，作為步驟(1)和(2)的原料使用。

所述步驟(1)中所述氟硅酸溶液濃度為10～25％，氫氟酸濃酸為3～8.5％，攪拌強(qiáng)度60～300r/min，攪拌時(shí)間1～5h，反應(yīng)溫度20～50℃。

所述步驟(2)中所述HF與氟化鈉的化學(xué)計(jì)量比為1.1～1.5:1，攪拌強(qiáng)度60～300r/min，攪拌時(shí)間1～3h，反應(yīng)溫度20～50℃，濃縮后氟化氫鈉濃度為20～40％。

所述步驟(3)中所述碳酸鈉濃度為10～50％，攪拌強(qiáng)度60～300r/min，攪拌時(shí)間1～3h，反應(yīng)溫度50～90℃。

本發(fā)明制備氟化氫鈉的原理：氟硅酸與氟化鈉反應(yīng)后，可得到氫氟酸及氟硅酸鈉沉淀(見(jiàn)方程式1)，所得低濃度氫氟酸中加入氟化鈉固體反應(yīng)后，得到氟氫化鈉產(chǎn)品(見(jiàn)方程式2)；方程式1中產(chǎn)生的氟硅酸鈉與無(wú)機(jī)堿反應(yīng)后可以得到氟化鈉(見(jiàn)方程式3)，氟化鈉可能繼續(xù)作為方程式1和方程式2的添加原料繼續(xù)使用，分別生產(chǎn)低濃度氫氟酸和氟化氫鈉。

H₂SiF₆+2NaF＝2HF+Na₂SiF₆ 方程式1

HF+NaF＝NaHF₂ 方程式2

Na₂SiF₆+2Na₂CO₃＝6NaF+2CO₂+SiO₂(硅膠) 方程式3

本發(fā)明制備氟化氫鈉純度大于98.0％，其它指標(biāo)為：游離酸(以HF計(jì))≦0.15％，水不溶物≦0.15％，氟硅酸鹽(以Na₂SiF₆計(jì))≦0.4％，產(chǎn)品滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)氫化氫鈉要求，成本僅為目前現(xiàn)有工藝的30％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用磷化工副產(chǎn)物氟硅酸作為生產(chǎn)原料，原料來(lái)源廣泛，同時(shí)也治理了含氟廢水；另外采用的氟化鈉能夠循環(huán)利用，節(jié)約成本。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本發(fā)明采用磷化工副產(chǎn)物氟硅酸制備氟化氫鈉技術(shù)，其工藝步驟是：

步驟(1)氫氟酸的制備：將:116.6kg NaF固體加入到2000kg濃度為10％的氟硅酸，20℃攪拌5h，過(guò)濾，濾液為2.9％的氫氟酸溶液，濾餅為Na₂SiF₆進(jìn)入下游制備氟化鈉；

步驟(2)氟化氫鈉的制備：步驟(1)中的氫氟酸溶液1000kg，加入氟化鈉固體63kg，20℃攪拌3h，減壓濃縮至氟化氫鈉濃度為20％，過(guò)濾，濾餅為氟化氫鈉，干燥，包裝即為成品，濾液與步驟(1)中氫氟酸溶液合并。

步驟(3)氟化鈉的制備：將將步驟(1)中Na₂SiF₆固體2000kg加入到21920kg 10％Na₂CO₃溶液中，50℃攪拌3h，反應(yīng)結(jié)束后澄清，上層為SiO₂懸浮液，下層沉淀為NaF固體，NaF固體經(jīng)過(guò)壓濾脫水后作為步驟(1)及步驟(2)原料使用。

本發(fā)明以該副產(chǎn)物為原料，通過(guò)將低濃度氟硅酸資源化利用后，變廢為寶，不但解決了目前氟硅酸廢水排放造成的環(huán)境破壞和污染，而且制備得到了高附加值氟化氫鈉，具有重大的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)施例2

步驟(1)氫氟酸的制備：將175kg實(shí)施例1所得NaF固體加入到2000kg濃度為15％氟硅酸，30℃攪拌5h，過(guò)濾，濾液為4.7％的氫氟酸溶液，濾餅為Na₂SiF₆進(jìn)入下游再制備氟化鈉；

步驟(2)氟化氫鈉的制備：步驟(1)中的氫氟酸溶液1000kg，加入氟化鈉固體98.7kg，30℃攪拌2h，減壓濃縮至氟化氫鈉濃度為30％，過(guò)濾，濾餅為氟化氫鈉，干燥，包裝即為成品，濾液與步驟(1)中氫氟酸溶液合并。

步驟(2)氟化鈉的制備：將2000kg Na₂SiF₆加入到8768kg 25％Na₂CO₃溶液中，60℃攪拌2h，反應(yīng)結(jié)束后澄清，上層為SiO₂懸浮液，下層沉淀為NaF固體，NaF固體經(jīng)過(guò)壓濾脫水后作為步驟(1)原料使用。

實(shí)施例3

步驟(1)氫氟酸的制備：將233.4kg NaF固體加入到1000kg濃度為20％氟硅酸，40℃攪拌1h，過(guò)濾，濾液為6.6％的氫氟酸溶液，濾餅為Na₂SiF₆進(jìn)入下游制備氟化鈉；

步驟(2)氟化氫鈉的制備：步驟(1)中的氫氟酸溶液1000kg，加入氟化鈉固體138.6kg，40℃攪拌5h，減壓濃縮至氟化氫鈉濃度為40％，過(guò)濾，濾餅為氟化氫鈉，干燥，包裝即為成品，濾液與步驟(1)中氫氟酸溶液合并。

步驟(2)氟化鈉的制備：將2000kg Na₂SiF₆加入到5480kg 40％Na₂CO₃溶液中，80℃攪拌1h，反應(yīng)結(jié)束后澄清，上層為SiO₂懸浮液，下層沉淀為NaF固體，NaF固體經(jīng)過(guò)壓濾脫水后作為步驟(1)原料使用。

實(shí)施例4

步驟(1)氫氟酸的制備：將291.6kg NaF固體加入到2000kg濃度為25％氟硅酸，50℃攪拌1h，過(guò)濾，濾液為8.6％的氫氟酸溶液，濾餅為Na₂SiF₆進(jìn)入下游制備氟化鈉；

步驟(2)氟化氫鈉的制備：步驟(1)中的氫氟酸溶液1000kg，加入氟化鈉固體180.6kg，50℃攪拌1h，減壓濃縮至氟化氫鈉濃度為40％，過(guò)濾，濾餅為氟化氫鈉，干燥，包裝即為成品，濾液與步驟(1)中氫氟酸溶液合并。

步驟(2)氟化鈉的制備：將2000kg Na₂SiF₆加入到4384kg 50％Na₂CO₃溶液中，90℃攪拌2h，反應(yīng)結(jié)束后澄清，上層為SiO₂懸浮液，下層沉淀為NaF固體，NaF固體經(jīng)過(guò)壓濾脫水后作為步驟(1)原料使用。