氟硅酸钠生产实践

生产原料

　　氟硅酸

　　氟硅酸是一种络合卤酸,与其他由弱酸形成的络合酸一样,中心离子(Si4+)与弱酸根(F-)形成了较强的配位健,迫使氢离子(H+)移到络离子的外界,变得容易电离,酸性增强。

　　氯化钠溶液

　　氟硅酸钠生产中,钠离子的来源主要有烧碱、纯碱、硫酸钠和氯化钠。采用碱做原料的母液接近中性,可减少废水处理费用;采用钠盐做原料的母液是稀盐酸(硫酸),废水处理费用较高。具体采用哪种原料要视各地的价格,并结合废水处理费用综合考虑。通常采用氯化钠做原料的综合费用最低。

　　为了减少母液量,氟硅酸钠生产通常使用氯化钠的饱和溶液,其中的杂质一般是Ca2+,Mg2+。因分离氟硅酸钠沉淀后的母液为质量分数6左右的

　　稀盐酸,多数杂质离子不会随氟硅酸钠沉淀出来。因此,不需对氯化钠溶液进行化学净化。

　　生产过程控制

　　配料比例

　　配料比例影响反应终了时的化学平衡,从而影响反应产率。许多企业的做法是,以氟硅酸为基准,按理论量的125配氯化钠溶液。按此方式配料.

　　投料顺序

　　投料顺序主要影响成核速度和结晶生长速度,从而影响结晶产品的粒度和密度。生产中可以通过控制投料顺序和速度得到满足用户要求的产品,其核心是通过控制结晶过程的过饱和度,继而控制适宜的成核速度和结晶生长速度。

　　搅拌强度

　　结晶过程中搅拌有以下作用:1)可加速离子的扩散速度;2)可缩短成核诱导期,降低成核过饱和浓度;3)可加快结晶的线生长速度;4)过饱和浓度越大,搅拌的效率越高,因此对结晶溶解度低而易形成极高过饱和度的溶液体系,以及高粘度的溶液体系,搅拌的作用最为显著;5)固液结晶体系存在适宜的搅拌强度,由零搅拌起,搅拌效率随搅拌强度的升高而升高,但达到一定的强度后,搅拌效率不再提高,甚至会打碎结晶。

　　干燥过程

　　现今,越来越多采用气流干燥装置干燥氟硅酸钠,原因有3个:1)开发出配套的煤气发生炉和与加热空气一体化的燃煤炉,解决了以煤为热源地区的困难;2)装备制造水平提高,可靠性增强,投资降低;3)采用气流干燥的产品外观好,并可进一步除去其中的硅胶,有效成分提高。

　　母液的利用及废水处理

　　母液的利用

　　用硫酸钠做原料,母液为稀硫酸,则其利用问题较好解决,如返回到萃取磷酸装置、混化装置等,但是硫酸钠的价格通常比氯化钠高许多。用氯化钠做原料,母液为稀盐酸,会腐蚀磷肥生产设备,解决的难度增大。

　　新建项目技术路线选择建议

　　目前在新建氟硅酸钠项目中,多数企业都采用

　　气流干燥和离心过滤。差异较大的是反应和洗涤工序,有的采用连续方式,有的采用间歇方式。

　　事实上,氟硅酸钠在其母液中的沉降速度高达m/h,而杂质硅凝胶仅为0.25～0.3m/h,很容易将它们分开。采用连续反应加重力沉降路线虽能减小反应器的体积,但要增加两级庞大的沉降器,还要建3层以上的厂房。若不建楼房,庞大流量都要靠动力输送,不仅能耗增加,动设备也增加很多,装置的可靠性降低。笔者建议,采用“间歇反应—间歇洗涤—连续.离心过滤”流程。此流程为露天布置,动静设备都减少,装置可靠性提高,投资大幅下降,可完全实现自动控制,管理简便。