本發(fā)明屬于精細化工和環(huán)保領域,涉及精細無機化學品合成技術,特別是涉及一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法。
背景技術:
氟化銨是氟化工行業(yè)中應用廣泛的一種氟化工產(chǎn)品,主要用作玻璃刻蝕、木材及釀酒防腐消毒、纖維媒染、稀有金屬提取以及有機合成的催化劑,高純度的氟化銨還能用于電子工業(yè)。氟化銨的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法有兩種:以氫氟酸為原料的液相法及氣相法。液相法將液氨氣化后,通入40%的氫氟酸中,使之反應而得。氣相法是將純氨與氟化氫氣體發(fā)生直接反應而得。由于均以氫氟酸為原料,因此生產(chǎn)成本高。
而后開發(fā)出以磷肥生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物氟硅酸為原料的生產(chǎn)工藝,同時副產(chǎn)白灰黑。李世江等開發(fā)的一種氟化銨聯(lián)產(chǎn)白灰黑的方法(200610017485.0),該方法以氟硅酸或氟硅酸銨和氨水為原料,將氨水和氟硅酸或氟硅酸銨快速反應制得白灰黑晶種,以制好的白灰黑晶種為基礎,將水、氟硅酸或氟硅酸銨與氨水加入進行反應,控制反應終點pH在8~9之間,漿料過濾、洗滌得到白灰黑和氟化銨溶液,氟化銨溶液經(jīng)濃縮、結晶、干燥制得氟化銨產(chǎn)品。由于所用的氟硅酸濃度僅為10~40%,氨水濃度10~30%,因此所得氟化銨溶液的濃度很低,需要蒸發(fā)濃縮后才會得到氟化銨晶體,生產(chǎn)能耗高,加上蒸發(fā)濃縮過程中氟化銨的分解,所以生產(chǎn)廢水中含有較高濃度的氨和氟離子,造成環(huán)境污染。
何浩明等開發(fā)的一種回收氟資源生產(chǎn)氟化銨的方法(201110395111.3),該方法將含氟質(zhì)量濃度為5~15%的硅渣與質(zhì)量濃度為18~25%的氟化銨在95~108℃的條件下溶解反應,氟化銨用量為理論用量的1.3~2倍,得到透明的氟硅酸銨溶液經(jīng)冷卻到30~50℃通入氨氣至pH為9~9.5,沉淀析出白炭黑,過濾得到白炭黑固體及質(zhì)量濃度為16~23%的氟化銨溶液。該氟化銨溶液與氟化銨結晶后的母液混合,進入濃縮裝置,在負壓為0.02~0.07MPa下進行濃縮,直到氟化銨的質(zhì)量濃度達到60~80%,冷卻析晶后再進行固液分離,得到氟化銨濕品,經(jīng)干燥后得氟化銨產(chǎn)品。由于反應所得氟化銨溶液的濃度很低,需要蒸發(fā)濃縮后才會得到氟化銨晶體,生產(chǎn)能耗高,同時產(chǎn)生環(huán)境污染的問題。
萬群平等公開的一種氟化銨制方法(201310207413.2),該方法先在反應槽中加入氟化銨母液,然后再攪拌狀態(tài)下加入液氨與無水氟化氫進行反應,然后將反應液經(jīng)過冷卻結晶、離心分離和干燥后制得氟化銨。該專利的權利要求3~6中著重說明:在步驟1)中,先加入50~60公斤的液氨,再加入100~110公斤的無水氟化氫,最后同時加入剩余的液氨和無水氟化氫,反應溫度為90~110℃,反應終點的pH為5~6,冷卻到10~30℃再進行離心分離,并于50~70℃下干燥8~12個小時,得氟化銨成品。由于該專利方法以無水氟化氫和液氨為原料,產(chǎn)品質(zhì)量好,但它的生產(chǎn)成本過高。
2-氯-6-氟甲苯等含氟醫(yī)藥中間體生產(chǎn)過程中,在氟化銨為催化劑的條件下,3-氯-2-甲基苯胺、亞硝酸鈉和氟化氫進行重氮及氟代反應,反應分解液經(jīng)靜止分層后,有機相為2-氯-6-氟甲苯粗品,無機相中含有大量未參與反應的氫氟酸和氟化銨,以及反應產(chǎn)生的水、氟化鈉和其它水溶性有機雜質(zhì),呈棕褐色。之前生產(chǎn)上是往該殘液加入氫氧化鈉進行中和,然后離心得低品位的氟化鈉,干燥后包裝入庫,作為廉價的治金助熔劑進行使用;氟化鈉母液用熟石灰進行無害化處置,通過壓濾得含氟化鈣的濾餅,濾餅作為高危固廢委托相關部門進行處置,濾液(高濃度有機廢水)送污水站進行生化處理。利用該方法處置時,氟資源的利用率低,造成資源浪費,而且處理成本高,不符合清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的要求。由于處理技術和成本等方面存在較多的問題,該殘液的利用或者無害化處理一直都困擾著企業(yè)。
王國平等為了解決上述難題,自主開發(fā)一套“利用氫氟酸殘液生產(chǎn)高純氯化鉀的方法”(201410064707.9),以氫氟酸殘液(含有氟化氫、氟化銨、氟化鈉和其它有機雜質(zhì))與氫氧化鉀為基礎原料反應制得氟化鉀。但是氟化鉀生產(chǎn)過程中,需要將氟化銨除去,因此需要添加過量的氫氧化鉀來揮銨,因此生產(chǎn)成本顯著提高,同時所回收的氨利用價值低,因此該項技術實際應用效益相對較差。加上目前國內(nèi)氟化鉀產(chǎn)大于銷,銷售也是難題。
為了解決上述難題,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益,改善環(huán)保和安全,王國平等又進行新的技術開發(fā),將上述氫氟酸殘液(含有氟化氫、氟化銨、氟化鈉和其它有機雜質(zhì))通過蒸發(fā)濃縮,回收高濃度無水氫氟酸,但是所產(chǎn)生的氟氫化鈉廢渣還有待進行進一步處理。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度(純度≥98.0%)氟化銨的方法。該方法以生產(chǎn)2-氯-6-氟甲苯所副產(chǎn)的氟氫化鈉廢渣與液氨為基礎原料反應制得氟化銨,并副產(chǎn)氟化鈉。
為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法,以氟氫化鈉廢渣與氨(液氨)為基礎原料進行反應,依次包括以下步驟:
1)、將氟氫化鈉廢渣(固體)投入反應器中,加入氟化銨飽和溶液或氟化銨母液,均勻攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
所述氟化銨母液為下述步驟4)所得的氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)離心所得氟化銨母液Ⅰ和步驟8)回收有機溶劑后的釜底液組成的混合物;
備注說明:初始時,加入的是氟化銨飽和溶液;而后,均可使用由步驟4)所得的氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)離心所得氟化銨母液Ⅰ和步驟8)回收有機溶劑后的釜底液組成的混合物,當混合物的量不足時則補充水;
2)、于攪拌條件下,往步驟1)所得的氟氫化鈉漿料Ⅰ中通入(緩慢通入)氨氣,直至物料的pH為7.5~8.5(較佳為8.0)后,停止通氨氣;
通過調(diào)節(jié)氨氣的通入速度,從而控制物料的溫度為70~80℃;
即,在通氨氣的過程中,需要控制速度,通氨氣的速度以反應器中物料溫度為依據(jù),確保物料溫度不超過,當溫度過高時則減慢速度,溫度過低則加快通氨速度;
3)、將步驟2)的反應所得物料趁熱(70~80℃)抽濾,得氟化銨溶液Ⅰ和粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得的粗品氟化鈉Ⅰ用沸水打漿洗滌,再通過離心甩干分離,得副產(chǎn)品氟化鈉和氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離,得氟化銨粗品和氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得的氟化銨粗品投入打漿釜中,加入有機溶劑進行打漿洗滌,所得的打漿后物料通過離心分離,得氟化銨濕品和有機溶劑洗滌液;
7)、將步驟6)所得氟化銨濕品于60~80℃的氣流下進行干燥,得氟化銨(干燥失重不超過0.5%的氟化銨);
8)、步驟6)離心所得有機溶劑洗滌液轉入精餾釜中,回收有機溶劑,得釜底液;
9)、將步驟8)所得釜底液與步驟4)所得的氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)所得的氟化銨母液Ⅰ進行混合,所得的混合物作為氟化銨母液返回步驟1),用于溶解氟氫化鈉固體廢渣。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的改進:步驟1)氟氫化鈉廢渣(固體)與氟化銨飽和溶液或氟化銨母液的質(zhì)量體積比為200g/800~1000ml。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的進一步改進:步驟6)所述的有機溶劑為無水甲醇(優(yōu)選)或無水乙醇。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的進一步改進:步驟6)所述的氟化銨粗品與有機溶劑的質(zhì)量體積比為3g/1~3ml,打漿時間為30±10min。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的進一步改進:步驟4)的粗品氟化鈉Ⅰ打漿洗滌時,粗品氟化鈉Ⅰ與沸水的質(zhì)量體積比為3g/1~3ml,打漿時間為30±10min。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的進一步改進:所述步驟6)中,離心過程中確保所得氟化銨濕品干燥失重不超過3%(即,氟化銨濕品通過干燥后的減重≤3%)。
作為本發(fā)明的利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法的進一步改進:氟氫化鈉廢渣中氟化氫的質(zhì)量含量為5~8%、氟化銨的質(zhì)量含量為3~5%、氟氫化鈉的質(zhì)量含量為72~84%、水的質(zhì)量含量為3~5%、有機雜質(zhì)的質(zhì)量含量為5~10%。
本發(fā)明的高純度氟化銨的制備方法以生產(chǎn)2-氯-6-氟甲苯或相類似產(chǎn)品的氟氫化鈉廢渣為起始原料(該氟氫化鈉廢渣含有氟化氫、氟化銨、氟氫化鈉、水和其它有機雜質(zhì)),通過中和反應、抽濾除雜、冷卻結晶、溶劑淋洗、氣流干燥等步驟來制備高純度氟化銨,同時副產(chǎn)氟化鈉。本發(fā)明的方法具有反應迅速、反應條件可控、生產(chǎn)能耗低(不需要蒸發(fā)濃縮)、產(chǎn)品---氟化銨質(zhì)量好(純度≥98.0%,硅酸鹽小于0.01%)、原材料轉化率高、生產(chǎn)設備簡單等特點(不需要氟化銨蒸發(fā)結晶裝置)。
本發(fā)明以生產(chǎn)2-氯-6-氟甲苯或相類似產(chǎn)品的氟氫化鈉廢渣代替高純度氟化氫作為原料,整個生產(chǎn)過程中原材料只用到液氨(液氨為原料,通過氣化成氨氣后進行反應),因此生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)過程中無廢水和廢渣、廢氣的產(chǎn)生,真正實現(xiàn)了綜合利用和綠色生產(chǎn)。
附圖說明
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對發(fā)明作進一步說明,但不作為對發(fā)明的限制,凡基于本發(fā)明所述的技術均屬于本發(fā)明的組成部分。
本發(fā)明所述的原材料:
液氨,工業(yè)級,含量99%(質(zhì)量%),市售;液氨氣化后形成氨氣;
氟氫化鈉廢渣,其中氟化氫的質(zhì)量含量為6%、氟化銨的質(zhì)量含量為4%、氟氫化鈉的質(zhì)量含量為78%、水的質(zhì)量含量為4%,余量為其它有機雜質(zhì);浙江大洋生物科技集團提供。
以下案例中,攪拌、打漿洗滌的轉速均為80~120轉/分鐘。
實施例1-1、一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法,依次進行以下步驟:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入1000升氟化銨飽和溶液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為8.0后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在70~80℃之間;
3)、將步驟2)的反應所得物料趁熱(78℃)抽濾,得1050升氟化銨溶液Ⅰ和135公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得135公斤粗品氟化鈉Ⅰ用65升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉125公斤和65升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得1050升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得136公斤氟化銨粗品和925升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得136公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入68升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得126公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液72升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為2.1%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.4%的氟化銨成品123公斤;
該成品中,氟化銨含量為99.3%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
8)、步驟6)離心所得72升甲醇洗滌液轉入精餾釜中,通過精餾回收甲醇(精餾釜的相應工藝參數(shù)為:頂溫不超過63℃,回流比1:3,釜溫110-120℃,當釜底液中甲醇小于0.5%后結束精餾),得10升釜底液;
9)、將步驟8)所得10升釜底液與步驟4)所得的65升氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)所得925升氟化銨母液Ⅰ進行混合,所得混合物稱為氟化銨母液,可全部返回步驟1),用于溶解氟氫化鈉固體廢渣。
實施例1-2、一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法,依次進行以下步驟:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入1000升實施例1-1步驟9)所述的氟化銨母液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為8.0后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在70~80℃之間;
3)、將步驟2)的反應所得物料趁熱(79℃)抽濾,得1050升氟化銨溶液Ⅰ和134公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得134公斤粗品氟化鈉Ⅰ用65升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉123公斤和66升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得1050升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得137公斤氟化銨粗品和925升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得137公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入68升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得128公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液73升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為2.3%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.3%的氟化銨成品126公斤;
該成品中,氟化銨含量為99.1%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
8)、步驟6)離心所得73升甲醇洗滌液轉入精餾釜中,通過精餾回收甲醇(精餾釜的相應工藝參數(shù),頂溫不超過63℃,回流比1:3,釜溫110-120℃,當釜底液中甲醇小于0.5%后結束精餾),得11升釜底液;
9)、將步驟8)所得11升釜底液跟步驟4)所得的66升氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)所得923升氟化銨母液Ⅰ進行混合,統(tǒng)稱氟化銨母液,可返回步驟1),用于溶解氟氫化鈉固體廢渣。
實施例2、一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法,依次進行以下步驟:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入800升實施例1-1步驟9)所述的氟化銨母液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為8.5后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在70~80℃之間;
3)、將步驟2)的反應所得物料趁熱(80℃)抽濾,得860升氟化銨溶液Ⅰ和143公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得143公斤粗品氟化鈉Ⅰ用143升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉123公斤和147升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得860升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得116公斤氟化銨粗品和780升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得116公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入116升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得112公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液121升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為1.8%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.1%的氟化銨成品109公斤;
該成品中,氟化銨含量為99.5%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
8)、步驟6)離心所得121升甲醇洗滌液轉入精餾釜中,通過精餾回收甲醇(精餾釜的相應工藝參數(shù),頂溫不超過63℃,回流比1:3,釜溫110-120℃,當釜底液中甲醇小于0.5%后結束精餾),得14升釜底液;
9)、將步驟8)所得14升釜底液跟步驟4)所得的147升氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)所得780升氟化銨母液Ⅰ進行混合,統(tǒng)稱氟化銨母液,可返回步驟1),用于溶解氟氫化鈉固體廢渣。
實施例3、一種利用氟氫化鈉廢渣生產(chǎn)高純度氟化銨的方法,依次進行以下步驟:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入1000升實施例1-1步驟9)所述的氟化銨母液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為7.5后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在70~80℃之間;
3)、將步驟2)反應的所得物料趁熱(78℃)抽濾,得1050升氟化銨溶液Ⅰ和135公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得135公斤粗品氟化鈉Ⅰ用50升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心月15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉126公斤和53升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得1050升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得136公斤氟化銨粗品和925升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得136公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入50升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得127公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液53升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為2.9%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.5%的氟化銨成品123公斤;
該成品中,氟化銨含量為98.7%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
8)、步驟6)離心所得53升甲醇洗滌液轉入精餾釜中,通過精餾回收甲醇(精餾釜的相應工藝參數(shù),頂溫不超過63℃,回流比1:3,釜溫110-120℃,當釜底液中甲醇小于0.5%后結束精餾),并得11升釜底液;
9)、將步驟8)所得11升釜底液跟步驟4)所得的53升氟化鈉洗滌液Ⅰ、步驟5)所得925升氟化銨母液Ⅰ進行混合,統(tǒng)稱氟化銨母液,可返回步驟1),用于溶解氟氫化鈉固體廢渣。
對比例1、
參照萬群平等公開的一種氟化銨制方法(201310207413.2),在反應槽中加入1000升氟化銨母液,然后加入200公斤實施例1-1所述的氟氫化鈉廢渣,在攪拌狀態(tài)下通入液氨進行反應,然后將反應液經(jīng)過離心除去氟化鈉固體(147公斤),所得1050升氟化銨溶液,再進行冷卻結晶、離心分離和干燥后制得氟化銨。反應溫度在90~110℃之間,反應終點的pH為5.5,冷卻到15℃再進行離心分離,并于50~70℃下干燥8-12個小時,得113公斤氟化銨成品。所得氟化銨成品質(zhì)量分析如下:含量95.3%,干燥失重2.64%,游離酸0.59%,硅酸鹽0.1%,質(zhì)量達不到工業(yè)氟化銨標準要求。同時由于氟化鈉未用沸水進行洗滌回收氟化銨,導致氟化銨收率偏低,副產(chǎn)氟化鈉含氟化銨含量高。
對比例2、
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入800升水,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨所化所得),直至pH為8.5后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在70~80℃之間;
3)、將步驟2)反應的所得物料趁熱(78℃)抽濾,得860升氟化銨溶液Ⅰ和129公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得129公斤粗品氟化鈉Ⅰ用65升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉121公斤和67升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得860升氟化銨溶液Ⅰ進行真空蒸發(fā)濃縮,蒸發(fā)溫度不超過100℃,直至析出晶體,然后冷卻結晶,直到料液溫度降低到15-20℃,再進行離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得約81公斤氟化銨濕品和約120升氟化銨母液;
由于蒸發(fā)分解,導至蒸發(fā)所得冷凝水含有氟化銨,濃度為8.7克/升。
6)、將步驟5)離心所得81公斤氟化銨粗品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為2.4%的氟化銨成品73公斤;
該成品中,氟化銨含量為96.3%,游離酸小于0.36%,硅酸鹽小于0.01%。
對比例3、
相對于實施例1-1而言,取消步驟6)的無水甲醇洗滌過程;其余等同于實施例1-1。即,將步驟5)離心所得136公斤氟化銨粗品,直接在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為2.84%的氟化銨成品123公斤;
該成品中,氟化銨含量為96.2%,游離酸0.27%,硅酸鹽小于0.01%,產(chǎn)品質(zhì)量達不到工業(yè)氟化銨標準要求。
對比例4、
相對于實施例1-1而言,將步驟6)中的無水甲醇分別改成無水乙醇、無水異丙醇,體積量不變;其余等同于實施例1-1。
步驟7)所得結果分別為:
當有機溶劑為無水乙醇時,得干燥失重為0.4%的氟化銨成品123公斤;該成品中,氟化銨含量為99.2%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;但步驟8)精餾回收乙醇時,所得乙醇含水率超過5%,無法直接套用,需要進行脫水,導致生產(chǎn)成本偏高;而且無水乙醇價格比甲醇高幾倍;
當有機溶劑為無水異丙醇時,得干燥失重為2.3%的氟化銨成品124公斤;該成品中,氟化銨含量為97.3%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;但步驟8)精餾回收異丙醇時,所得異丙醇含水率超過10%,無法直接套用,需要進行脫水,導致生產(chǎn)成本偏高;而且無水異丙醇價格也比甲醇高幾倍。
對比例5-1、相對于實施例1-1而言,僅將步驟2)中的“控制物料溫度在70~80℃之間”改成“控制物料溫度在55~65℃之間”,其余等同于實施例1-1。具體步驟如下所述:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入1000升氟化銨飽和溶液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為8.0后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在55~65℃之間;
3)、將步驟2)反應的所得物料趁熱(63℃)抽濾,得1000升氟化銨溶液Ⅰ和179公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得179公斤粗品氟化鈉Ⅰ用65升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉146公斤和68升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得1000升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得87公斤氟化銨粗品和920升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得87公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入68升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得81公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液71升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為1.6%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.4%的氟化銨成品79公斤;
該成品中,氟化銨含量為99.3%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
該案例中,雖然氟化銨的質(zhì)量符合要求,但收率明顯偏低,而且副產(chǎn)氟化鈉中含有大量的氟化銨。
對比例5-2、相對于實施例1-1而言,僅將步驟2)中的“控制物料溫度在70~80℃之間”改成“控制物料溫度在85~95℃之間”,其余等同于實施例1-1。具體步驟如下所述:
1)、將200公斤氟氫化鈉固體廢渣投入反應器中,加入1000升氟化銨飽和溶液,開啟攪拌,得氟氫化鈉漿料Ⅰ;
2)、于攪拌下往步驟1)所得氟氫化鈉漿料Ⅰ中緩慢通入氨氣(液氨氣化所得),直至pH為8.0后,停止通氨氣;
在通氨氣的過程中控制速度,從而控制物料溫度在95~105℃之間;
3)、將步驟2)的反應所得物料趁熱(103℃)抽濾,得1050升氟化銨溶液Ⅰ和135公斤粗品氟化鈉Ⅰ;
4)、步驟3)所得135公斤粗品氟化鈉Ⅰ用65升沸水打漿洗滌30分鐘,再通過離心甩干(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得副產(chǎn)氟化鈉125公斤和65升氟化鈉洗滌液Ⅰ;
5)、步驟3)所得1050升氟化銨溶液Ⅰ攪拌下進行降溫析晶,直到料液溫度降低到15~20℃,再通過離心甩干分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得136公斤氟化銨粗品和925升氟化銨母液Ⅰ;
6)、將步驟5)離心所得136公斤氟化銨粗品投入打漿釜中,加入68升無水甲醇進行打漿洗滌30分鐘,打漿后的物料通過離心分離(1100轉/分鐘的速度下離心約15分鐘),得126公斤氟化銨濕品和甲醇洗滌液72升,離心所得氟化銨濕品干燥失重為2.0%;
7)、步驟6)所得氟化銨濕品,在溫度為60~80℃之間的氣流下進行干燥,得干燥失重為0.4%的氟化銨成品124公斤;
該成品中,氟化銨含量為98.7%,游離酸小于0.1%,硅酸鹽小于0.01%;
該案例中,氟化銨含量明顯降低,而且由于反應溫度過高,塑料的反應器耐受性明顯降低,液氨的消耗量比實施例1-1高12%。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實施例,還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形,均應認為是本發(fā)明的保護范圍。