氟硅酸鈉生產(chǎn)實(shí)踐

生產(chǎn)原料

　　氟硅酸

　　氟硅酸是一種絡(luò)合鹵酸,與其他由弱酸形成的絡(luò)合酸一樣,中心離子(Si4+)與弱酸根(F-)形成了較強(qiáng)的配位健,迫使氫離子(H+)移到絡(luò)離子的外界,變得容易電離,酸性增強(qiáng)。

　　氯化鈉溶液

　　氟硅酸鈉生產(chǎn)中,鈉離子的來(lái)源主要有燒堿、純堿、硫酸鈉和氯化鈉。采用堿做原料的母液接近中性,可減少?gòu)U水處理費(fèi)用;采用鈉鹽做原料的母液是稀鹽酸(硫酸),廢水處理費(fèi)用較高。具體采用哪種原料要視各地的價(jià)格,并結(jié)合廢水處理費(fèi)用綜合考慮。通常采用氯化鈉做原料的綜合費(fèi)用最低。

　　為了減少母液量,氟硅酸鈉生產(chǎn)通常使用氯化鈉的飽和溶液,其中的雜質(zhì)一般是Ca2+,Mg2+。因分離氟硅酸鈉沉淀后的母液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)6左右的

　　稀鹽酸,多數(shù)雜質(zhì)離子不會(huì)隨氟硅酸鈉沉淀出來(lái)。因此,不需對(duì)氯化鈉溶液進(jìn)行化學(xué)凈化。

　　生產(chǎn)過(guò)程控制

　　配料比例

　　配料比例影響反應(yīng)終了時(shí)的化學(xué)平衡,從而影響反應(yīng)產(chǎn)率。許多企業(yè)的做法是,以氟硅酸為基準(zhǔn),按理論量的125配氯化鈉溶液。按此方式配料.

　　投料順序

　　投料順序主要影響成核速度和結(jié)晶生長(zhǎng)速度,從而影響結(jié)晶產(chǎn)品的粒度和密度。生產(chǎn)中可以通過(guò)控制投料順序和速度得到滿足用戶要求的產(chǎn)品,其核心是通過(guò)控制結(jié)晶過(guò)程的過(guò)飽和度,繼而控制適宜的成核速度和結(jié)晶生長(zhǎng)速度。

　　攪拌強(qiáng)度

　　結(jié)晶過(guò)程中攪拌有以下作用:1)可加速離子的擴(kuò)散速度;2)可縮短成核誘導(dǎo)期,降低成核過(guò)飽和濃度;3)可加快結(jié)晶的線生長(zhǎng)速度;4)過(guò)飽和濃度越大,攪拌的效率越高,因此對(duì)結(jié)晶溶解度低而易形成極高過(guò)飽和度的溶液體系,以及高粘度的溶液體系,攪拌的作用最為顯著;5)固液結(jié)晶體系存在適宜的攪拌強(qiáng)度,由零攪拌起,攪拌效率隨攪拌強(qiáng)度的升高而升高,但達(dá)到一定的強(qiáng)度后,攪拌效率不再提高,甚至?xí)蛩榻Y(jié)晶。

　　干燥過(guò)程

　　現(xiàn)今,越來(lái)越多采用氣流干燥裝置干燥氟硅酸鈉,原因有3個(gè):1)開發(fā)出配套的煤氣發(fā)生爐和與加熱空氣一體化的燃煤爐,解決了以煤為熱源地區(qū)的困難;2)裝備制造水平提高,可靠性增強(qiáng),投資降低;3)采用氣流干燥的產(chǎn)品外觀好,并可進(jìn)一步除去其中的硅膠,有效成分提高。

　　母液的利用及廢水處理

　　母液的利用

　　用硫酸鈉做原料,母液為稀硫酸,則其利用問(wèn)題較好解決,如返回到萃取磷酸裝置、混化裝置等,但是硫酸鈉的價(jià)格通常比氯化鈉高許多。用氯化鈉做原料,母液為稀鹽酸,會(huì)腐蝕磷肥生產(chǎn)設(shè)備,解決的難度增大。

　　新建項(xiàng)目技術(shù)路線選擇建議

　　目前在新建氟硅酸鈉項(xiàng)目中,多數(shù)企業(yè)都采用

　　氣流干燥和離心過(guò)濾。差異較大的是反應(yīng)和洗滌工序,有的采用連續(xù)方式,有的采用間歇方式。

　　事實(shí)上,氟硅酸鈉在其母液中的沉降速度高達(dá)m/h,而雜質(zhì)硅凝膠僅為0.25～0.3m/h,很容易將它們分開。采用連續(xù)反應(yīng)加重力沉降路線雖能減小反應(yīng)器的體積,但要增加兩級(jí)龐大的沉降器,還要建3層以上的廠房。若不建樓房,龐大流量都要靠動(dòng)力輸送,不僅能耗增加,動(dòng)設(shè)備也增加很多,裝置的可靠性降低。筆者建議,采用“間歇反應(yīng)—間歇洗滌—連續(xù).離心過(guò)濾”流程。此流程為露天布置,動(dòng)靜設(shè)備都減少,裝置可靠性提高,投資大幅下降,可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,管理簡(jiǎn)便。