氟硅酸钠生产工艺控制及改造.doc

第卷第期年月无机盐工业 氟硅酸钠生产工艺控制及改造周秀梅（云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司，云南开远）摘要：介绍了云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司氟硅酸钠生产工艺。从生产原料、过程控制等方面对影响氟硅酸钠产品质昔和消耗的因素进行了分析，得出结论：）盐水浓度、氟硅酸浓度及杂质含量和洗涤水量是影响氟硅酸钠产品质量的直接因素；）合成反应时间和盐与酸的比例是影响氟硅酸钠消耗的关键因素；）脱水后物料的水分含量、干燥温度是影响氟硅酸钠产品质量的关键控制点。针对上述影响氟硅酸钠产品质量及消耗因素提出相应的控制措施和改造方案，以达到提高氟硅酸钠产品质量、降低肖耗的目的。关键词：氟硅酸钠；盐水；氟硅酸中图分类号：。 文献标识码： 文章编号：（）一一（，地眦胁，。）：。，船。：），；）；） ：；云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司（简称公司）氟硅酸钠生产装置原设计生产能力为，年经技改扩建，其生产能力由提高到，近几年通过局部改造，生产能力已突破。笔者针对氟硅酸钠生产装置在生产过程中影响产品质量及消耗的因素进行了分析和总结，以期达到提高产品质量、降低消耗、提高装置运行水平的目的。技术改造后氟硅酸钠生产工艺将工业盐配制成一定浓度的盐水溶液，与磷酸及普钙装置提供的氟硅酸溶液计量后加入合成槽。反应生成的氟硅酸钠由合成槽放料口放人第一增稠器进行沉淀。第一增稠器内的上清液溢流至废液中和器，与碳酸钙粉进行中和反应，然后排人污水处理装置；将沉淀的物料加水洗涤，然后放人第二增稠器。第二增稠器内的上清液溢流至母液槽；洗涤后的物料放人缓冲槽，通过离心机将含水质量分数为一的物料脱水至含水质量分数为一。脱水后的物料通过湿料螺旋运送机输送至气流干燥器进行干燥。干燥后的物料通过一级旋风收尘器、二级旋风收尘器及布袋收尘器收尘后进入成品贮斗进行包装；未收集到的细小的粉尘经湿式除尘器除尘后排放。将滤液放入母液槽，用泵将母液槽内的上清液输送至湿式除尘器用于尾气洗涤，将下层氟硅酸钠用泵输送到第二增稠器回收颗粒细小的氟硅酸钠。生产控制原料控制盐水在生产过程中，要求盐水溶液的浓度达到饱和万方数据无机盐工业 第卷第期浓度（质量分数控制在一），目的是减少氟硅酸钠溶于母液造成的损失。用工业盐配制氯化钠饱和溶液时，为了加快溶解速度，采用压缩空气搅拌促进溶解，另外对盐水管道也进行了改造。盐水管道改造措施为：在现有盐水泵的出口管道上增加循环管道，将不饱和的盐水溶液通过循环管道输送至配制区再次提浓，直至达到饱和浓度时再输送至盐水贮槽。在管理上，制定相应的管理措施，对化盐池的过渡区进行定期清理，防止过饱和状况下携带的固体工业盐进入盐池。氟硅酸氟硅酸的质量分数控制在，浓度过低，会增加母液量，加大污水处理的成本，同时装置的使用效率降低，能耗上升；浓度过高，易导致生成的氟硅酸钠晶体细小，沉降速度慢，离心分离时穿滤损失增大，原料消耗上升。磷酸及普钙装置提供的氟硅酸中含有一定量的硅胶，硅胶进入系统后将导致氟硅酸钠料浆离心分离困难，干燥时能耗上升，氟硅酸钠纯度降低。为延长氟硅酸的静置时间，减少其中的硅胶含量，在原来个氟硅酸贮槽的基础上增加了个氟硅酸贮槽，并定期清理氟硅酸贮槽中的硅胶。同时加强操作管理，杜绝在贮槽出料的同时进料。氟硅酸中除含有硅胶外，还含有微量的：，生产中它能够与发生反应，继而增加工业盐的消耗；其次，由于：，的存在，在氟硅酸浓度分析过程中，它能与发生反应，间接影响氟硅酸的浓度。氟硅酸的浓度不真实，将导致工业盐的加入量不真实，盐与酸的比例失调，消耗上升。氟硅酸中，的质量分数应控制在以下。合成工序的控制 反应时间反应时间（指停止搅拌到放出料液之前的时间）是影响氟硅酸钠结晶大小的主要因素，最佳反应时间为。而反应时间由合成槽容积以及进入合成槽的氟硅酸溶液及盐水溶液的量来决定。合成槽容积是不可改变的，所以反应时间只能通过进入合成槽的氟硅酸溶液及盐水溶液的量来确定。合成槽（有效容积为）损坏后，新制作的合成槽有效容积比原设计的小，为。为确保。合成槽的反应时间，将进酸量由降低到，进盐量也相应降低，反应时间控制在，达到了氟硅酸钠合成反应时间的要求。通过对反应时间的有效控制，氟硅酸钠产品质量得到了有效控制，工业盐和氟硅酸消耗明显下降，结果见表。表 年氟硅酸钠产品质量及消耗注：）年数据为更换。合成槽未调整反应时间的产品分析数据及消耗，也末调整盐与酸的比例；）国家标准为工业氟硅酸钠。盐与酸的比例根据氟?杷崮迫芙饫砺郏杷崮粕滩哪敢褐泻兄柿糠质冢常唬矗难嗡幔耸狈杷崮频娜芙舛茸畲蟆档头杷崮迫芙馑鹗吞岣卟肥章剩扇尤牍浚玻担唬常埃然迫芤旱陌旆甭然迫芤杭尤肓抗浚玻担唬常埃螅傻姆杷崮瓶帕感。谕阉讨腥菀状耍龃罅宋锪纤鹗浯危糠植荒艽说目帕锥氯离心机滤网，水分不易穿过，致使半成品中水分含量升高，增加了干燥过程的能耗；相应增加了离心过程中的洗网频次，降低了设备使用效率。通过实际操作发现，盐与酸的比例是影响氟硅酸钠生产中原料消耗的关键。实践证明，盐与酸的质量比控制在是氟硅酸钠原料消耗最低的最佳条件。在此盐与酸的比例下，氟硅酸钠的消耗得到有效控制，工业盐消耗为，氟硅酸消耗为（见表）。万方数据年月 周秀梅：氟硅酸钠生产工艺控制及改造 结晶大小 料用离心机脱水至含水质量分数为的过结晶理论指出，结晶过程分为晶核的形成和晶 程。脱水后物料的含水量是影响干燥系统电耗的一体的成长两个阶段。晶核形成速度的快慢，反映出 个重要指标，并制约着干燥系统的能力。而影响脱单位体积溶液中生成的晶核数目的多少。 氟硅酸钠 水后物料水分的因素是离心机的进料量及脱水时溶液的过饱和度是影响氟硅酸钠晶核生成速度的主 间。 在生产控制中离心机采用手动操作方式，进料要因素。反应初期控制氟硅酸钠较低的过饱和度， 量、脱水时间及离心机底层物料的厚度完全依靠操可使晶核形成的速度较慢，即单位体积溶液中晶核 作工的经验，这就需要技术相当熟练的操作人员。数目较少，这有利于下一阶段晶核长成较大的晶体。 培养熟练的离心机操作人员是减少干燥能耗的由于氟硅酸溶液的浓度较氯化钠溶液的浓度小，它 关键。的体积几乎是氯化钠溶液的倍，将氟硅酸溶液先 干燥工序的控制加入结晶槽，然后再将体积较小、浓度较大的氯化钠 干燥是将含水质量分数为的湿物料溶液缓缓加入在搅拌状态下的氟硅酸溶液中， 过程 干燥后并收集于成品贮斗内进行包装的过程。干燥中生成的氟硅酸钠迅速被体积较大的溶液稀释， 工序的关键控制点为一级旋风 因的进口温度。由于物而晶核的形成速度较慢，晶核数目不致过多。这样， 料在整个气流干燥器中的停留时间较短，仅为少量的晶核有可能长成大晶体。 ，要将物料水分质量分数控制在以内，这具体操作： 根据合成槽体积初步计算需要加入 就需要干燥器内的温度必须得到保证。因此需将一的氟硅酸的量并将其加入合成槽内，根据氟硅酸的 级旋风的进口温度控制在，这样成品中浓度、密度及盐水的浓度和密度计算需要加入的盐 的水分含量才能得到有效控制。水量，依据结晶原理，将盐水在内按加入量 ， 抖、逐步增加的原则加入合成槽内。盐水加完后，溶液。 “中还有部分晶体处于生长阶段，为此让其继续反应 ）氟硅酸钠原料的质量直接影响产品质量。，使晶体完全长成大颗粒晶体。 应控制氟硅酸质量分数在，同时降低氟搅拌强度对氟硅酸钠结晶也会产生影响。结晶 硅酸中硅胶和：，含量；盐水质量分数控制在过程中，搅拌桨的转速不能太快，以防止结晶被碰 一，并定期清理氟硅酸及盐水贮槽底部的碎，采取间断或低转速运行。 沉淀物，减少带人系统中杂质的含量。物料洗涤水量 ）合成工序是氟硅酸钠产品质量及消耗的关合成的氟硅酸钠放入第一稠增器沉淀后，在进 键控制点。在恒定盐、酸质量比为的同入第二增稠器之前须进行洗涤。因为母液中含有未 时，将反应时间控制在，使反应更充分、反应的氟硅酸及反应过程中生成的副产物盐酸， 完全；控制洗涤水量为，降低产品中游为降低结晶体中的酸度及一含量，避免在后续设 离酸及硅胶含量。备中生成，而使产品氟硅酸钠发黄影响外观， ）脱水和干燥工序影响产品中水分的含量。需对物料进行洗涤。洗涤水用量控制在一 若产品中水分含量过高，会出现发黄、结块等现象，。 影响产品的外观。生产过程中脱水后物料含水质量为降?头杷崮频纳杀荆跎傥鬯欧帕?分数应控制在一，进入干燥系统的气流温度及新鲜工艺水的用量，对氟硅酸钠污水排放量最大 应控制在，一级旋风除尘器进口温度应的装置进行了技术改造，即将第二增稠器溢流下来 控制在。的母液二次利用，将母液槽内的上清液泵送到湿式除尘器作为洗涤用水，下层的物料通过母液泵送至收稿日期：第二增稠器内回收。作者简介：周秀梅（一）女，化工工艺助理工程师，已公开发 脱水工序的控制联系方式：淼；脱水工序是将含水质量分数为一物一蔓一一一一奠一奠奠邑奠奠一一奠，奠皂蔓女一一一奠一屯已、奠女一奠奠、奠一奠羹一羹一生奠欢迎浏览无机盐工业杂志网站：万方数据氟硅酸钠生产工艺控制及改造作者： 周秀梅， Zhou Xiumei作者单位： 云南云天化国际化工股份有限公司红磷分公司云南开远661600刊名：无机盐工业英文刊名： INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY年，卷期： 2009，4110被引用次数： 0次相似文献6条1.会议论文 陈克宁 降低氟盐水不溶物 2005 通过增加H2SiF6澄清时间以及优化母液操作工艺指标，来降低氟硅酸钠产品中水不溶物含量，从而提高氟硅酸钠含量并满足客户需求。2.期刊论文 张小霞.张梅.李洁.Zhang Xiaoxia.Zhang Mei.Li Jie 一种循环利用冰晶石母液精制工业盐的方法 -无机盐工业2009419 研究了用含氟废水精制工业盐的一种方法.将氟硅酸钠法制冰晶石副产的母液与黏土盐卤法制冰晶石副产的母液按照一定的比例混合均匀调整到一定的pH分析混合液中的氟含量根据氟的分析结果计算工业盐的加料量.将含钙量高的工业盐加入两种冰晶石母液混合后的含氟废水中充分搅拌反应得到浑浊的盐水该浑浊的盐水经过滤即得低钙纯净的工业盐水溶液.处理后的低钙工业盐溶液用作黏土盐卤法冰晶石的生产原料能有效降低黏土盐卤法冰晶石中的氧化钙含量对提高冰晶石的质量起到促进作用也可以浓缩结晶后用于其他对工业盐要求比较高的行业.采用该方法精制工业盐不仅循环利用了氟硅酸钠法生产冰晶石和黏土盐卤法生产冰晶石的母液还有效降低了黏土盐卤法冰晶石的氧化钙含量具有较大的环境效益和经济效益.3.会议论文 邹涛 探讨提高氟硅酸钠得率的途径 2005 氟硅酸钠是过磷酸钙及磷酸生产中最常见的副产品。氟硅酸钠得率就是生产一吨过磷酸钙而得到的氟硅酸钠的产量数，提高氟硅酸钠得率不仅可以提高氟硅酸钠的产量，而且可以减少氟的排放和减少氟处理所需的费用。对提高工厂的经济效益和环保的综合治理都具有及大的意义。通过提高氟硅酸钠得率的理论依据得出，要提高氟得率，需从整个生产系统去找原因，不能仅从氟盐的加工过程上找原因。在混合化成中，要提高氟气逸出率，在吸收过程中提高氟气吸收率，使吸收的酸更多地加以用，在结晶过程中提高氟硅酸钠回收率，在整个生产环节中减少氟的流失就能有效地提高氟得率。出现问题的原因和采取的对策为氟硅酸产量低，氟硅酸浓度波动大、质量差。 要保证提高氟硅酸钠产量，使氟硅酸钠跃上新的台阶，应解决下列几个问题:1混化车间生产均衡，保证前期反应充分，以提高氟的逸出率。2、吸收工加强检查，进一步稳定氟硅酸浓度。3、氟硅酸在进入贮槽前增加澄清装置，如硅胶过滤机或澄清池，增加计量装置，减少杂质的带入，以提高氟硅酸利用率和考核氟硅酸产量。4、在氟硅酸澄清装置未投用之前，氟加工工段必须用一贮槽作澄清槽，定期清理和轮换使用，以保证氟硅酸质量。5、对部分设备应更新改造，特别是离心式过滤机和结晶槽。6、建议对吸收系统洗涤塔的喷淋量进行复核，以确定使用的氟硅酸循环泵流量是否满足要求。7严格执行劳动纪律和提高操作责任心，保证氟硅酸钠有足够的结晶时间，按照先加氟硅酸至搅拌槽的三分一再加盐水的操作规程。4.期刊论文 王慧.Wang Hui 冰晶石母液的综合利用 -无机盐工业2009413 多氟多化工股份有限公司生产冰晶石采用两种方法即黏土-盐卤法和氟硅酸钠法.黏土-盐卤法产生大量酸性母液氟硅酸钠法产生大量碱性母液两种母液中都含有对氟化盐生产有用的氟和钠.黏土-盐卤法生产冰晶石其原料工业盐中氯化钙含量高使得冰晶石中氧化钙含量超标.提出了冰晶石母液综合利用的方法即将酸性母液与碱性母液混合用于溶解工业盐利用混合液里的氟离子和氢氧根把工业盐中的氯化钙转化成氟化钙和氢?趸瞥儆镁蒲嗡娴叵滤糜谙捅敢捍佣锏交赜梅弦旱哪康?经过实验室试验和中间试验证明该方法效果良好不仅回收了废液中的有用成分而且使黏土-盐卤法生产的冰晶石产品中氧化钙含量大大降低.5.会议论文 彭侃.毕秋芳.李智.刘娅莉 铝合金表面钨酸盐转化膜的研究 2007 本文通过SEM扫描电子显微镜、XPSX射线光电子谱、XRDX射线衍射谱等表征手段研究了铝合金表面钨酸盐转化膜，并通过盐水浸泡实验和交流阻抗法评价了这种转化膜的耐蚀性能。结果表明这种钨酸盐转化膜膜层的微观状态是由立方体晶粒不规则排列构成，可能含有钨、铝、锰等的氧化物，铝合金表面形成的这种钨酸盐转化膜具有良好的耐蚀性。此外还优化了处理液配方和工艺参数，研究了各组分对成膜性能的影响，特别是氟硅酸钠对铝表面的活化作用，氟离子还可控制铝离子含量。这种新工艺有望取代铝合金表面铬酸盐处理。6.期刊论文 非金属矿加工专利文摘国内 -化工矿物与加工2001307 一种隔热防水涂料CN1277978A 用灰钙粉熟石灰、搪瓷钛白粉和方解石粉其次加入隔热镇水粉和石英石粉、改性聚乙酯胶粘剂等.非金属加工专利文摘国外 本编辑部可提供以下专利原文英文每篇收取30元工本费.010701p 叠层状晶体结构的氢氧化镁之制备 含镁盐的水溶液中加入水溶性碱性物质在101.325kPa或稍高压力和室温至100或稍高的温度下制得氢氧化镁.所得产品最大粒度不大于5m厚度约300500.此种产品可用作热塑性树脂的阻燃剂.010702p 高岭土的浮选除杂 采用改进的浮选流程以脂肪酸和氧肟酸盐的混合物作捕收剂可从高岭土中除去带色杂质.010703p 球状硅微粉之制备 所用设备为园筒状磨机该磨机的旋转轴倾斜于水平方向磨机内壁采用比石英软得多的材质磨机有非球状石英原料入口和球状产品出口.旋转部件由高速驱动轴驱动该驱动轴与磨机的轴的方向一致.旋转部件包括至少一个与物料入口垂直成直线的叶片使进入物料被叶片抛向磨机内壁于是得到球状硅微粉.010704p 碳酸锂的提纯 将由矿石、卤水或海水生产的碳酸锂溶于水中在压力下与二氧化碳生成可溶性碳酸氢锂此时原料碳酸锂中的某些杂质形成沉淀除去而溶解的杂质则用离子交换法或液-液萃取法与碳酸氢锂分离最后沉淀得到高纯碳酸锂.以此法提纯的碳酸锂可用于医药、电子级晶体或生产电池级金属锂.010705p 卤水中除镁提锂的方法 在含锂约6的浓缩卤水中首先将镁以氢氧化镁的形式除去然后在除镁后的卤水中加入循环石灰处理母液以沉淀碳酸锂.010706p 碳酸钙的电化学提纯 在碳酸钙水溶液中溶解金属杂质并使电流通过该溶液.以此法提纯的碳酸钙适于用作食品或医药添加剂造纸填料或涂布料塑料、涂料、粘结剂填料以及催化剂、催化剂载体并可用于电子、半导体、萤光、激光等领域.010707p 表面改性碳酸钙填料及其应用 用有机酸类对碳酸钙表面进行湿法改性.所得改性碳酸钙特别适用作树脂填料不仅使树脂产品有极好的抗热性而且有极好的触变性、抗碎裂性和满意的贮存稳定性.用作塑料填料时具有极好的分散性和绝缘性.用作涂料或墨水填料时则有极好的抗水性.010708p 高强度半透明云母玻璃陶瓷 本专利涉及云母玻璃陶瓷及其生产工艺和作为假牙材料的应用.此种陶瓷中存在结晶状的云母和二氧化锆.含有K2O09 Na2O 09 K2ONa2O 4 SiO2 3560 MgO 1025 Al203730 ZrO2 412 F 210基本上不含锂、钙、锶和钡.010709p 云母绝缘纸生产方法及其应用 本专利涉及用于旋转高压电器线圈的云母绝缘纸的制造及应用.在线圈缠绕之后云母绝缘层可在真空和压力条件下用无溶剂合成树脂浸透继而加热使之硬化.云母薄层中还含有无机或有机纤维然后喷洒环氧树脂混合粉末涂料.另外含喷洒粉末涂料的纤维云母层面在压力和温度作用下固着于支撑物上.010710p 含有粘土和滑石的干洗粉剂 该粉剂可用干法洗去织物上的油斑.粉剂中粘土和滑石的比例与所要清洗的油斑的性质有关.010711p 剥片透明滑石 此种剥片滑石具有高的径厚比其上表面基本上平行于层片界面.这种滑石颗粒之上表面、下表面和侧表面都是平滑的并具有较高的透明性、皮肤附着性、润滑性和涂敷性因而尤其适用于化妆品和药物制备.010712p 由丙烯弹性体和滑石组成的热塑性树脂 由丙烯聚合物、 苯乙烯弹性体和滑石组成一种热塑性树脂.其中丙烯聚合物可以是乙烯-丙烯嵌段共聚物、聚丙烯树脂、至少两种熔流率各不相同的丙烯聚合物之混合物苯乙烯弹性体则可以是代表式为 - PS - PEB PS m- 或 - PS - PEB m 的弹性含苯乙烯嵌段共聚物式中PS是聚苯乙烯嵌段PEB 是聚乙烯-丁烯嵌段也可以是熔流率各不相同的弹性含苯乙烯嵌段共聚物之混合物.010713p 多孔海泡石 海泡石原料经磨细、湿度调整、压制以及650800焙烧所得多孔海泡石具有较好的抗水性和抗热冲击性.该海泡石再经酸处理后具有大的比表面孔径50微孔比表面40200m2/g占海泡石总表面的20以上.此种多孔海泡石可用作吸附分解催化剂.010714p 含硅灰石和方解石的液全环氧树脂 一种环氧树脂浇铸料由以下成分组成a.液体芳香族缩水甘油醚或-甲基缩水甘油醚或其混合物b.缩水甘油醚的一种或多种酸固化剂c.熟化剂d.含方解石和硅灰石的填料其加入量可为上三者竽量和之4060.在用作涂料、电子元件封装料时还可加入其它常用添加剂.以无水氟化氢副