湿法磷酸副产物氟硅酸制白炭黑连续工艺研究

以湿法磷加工过程的氟硅酸为原料,和氨水发生连续氨化反应,生成白炭黑和氟化铵。白炭黑作为一种性能优越的补强材料,有着广阔的市场;氟化铵可与强酸反应生产氢氟酸。连续氨化反应的优化条件为:氟硅酸质量分数为10%、氨水质量分数为10%、反应温度为20℃、搅拌转速为700 r/min、平均停留时间为15 min,在此条件下开展连续氨化反应,生成的白炭黑比表面积可达到350 m2/g,其他化学指标均达到HG/T 3061—1999质量标准。因此,此路线是氟硅酸综合利用较为有效的方法。     

线切割废砂浆制白炭黑工艺研究

介绍了从线切割废砂浆中回收碳化硅的同时利用回收液制取白炭黑的工艺路线。采用高浓度碱溶法溶解废砂浆中的硅以回收碳化硅,并在硅酸钠的酸析过程中,通过使用盐酸代替硫酸、氯化钠促进盐析以及正丁醇控制颗粒的增长和团聚的处理方法,从回收液制取白炭黑。研究了氢氧化钠与线切割废砂浆中硅的反应和水玻璃的酸化反应。结果表明:氢氧化钠与硅的碱溶反应在氢氧化钠质量浓度为0.25~0.35 g/mL和反应温度为55℃左右为最佳;酸化反应在硅酸钠质量分数为9%~12%、盐酸质量分数为20%~25%、正丁醇用量为13滴(约0.6 mL)和反应温度为80℃左右为佳,实现了对废砂浆中硅的合理利用。     

湿法磷酸尾洗废硅胶制备纳米白炭黑的工艺研究

研究了湿法磷酸尾气洗涤液中废硅胶直接制备纳米白炭黑的工艺,结果表明,尾洗废硅胶依次经洗涤、溶解及再沉淀工艺可制得符合行业标准的纳米白炭黑,其中,溶解及再沉淀工艺条件为:溶解温度60℃,溶解剂氟化铵质量分数15%,氟化铵过量10%,再沉淀p H值8,陈化时间40 min。     

氟硅酸制冰晶石第一阶段反应动力学研究

氟硅酸制取冰晶石分两步进行,第一步用氟硅酸、碳酸氢铵反应得到二氧化硅沉淀和氟化铵溶液.在搅拌速度为1000 r/min、反应温度50～80℃,配料摩尔比(NH4HCO3/H2SiF6)6.0,氟硅酸的初始质量分数9.44%～13.91%的条件下,通过实验研究了第一步反应的过程动力学,结果表明该反应受化学反应控制,为一级反应,其动力学模型为:-ln(1-x)=1.625×10 10 Co0.7532 exp(-7.443×10 4/RT)×t 1.230.     

含氟废气的危害及其回收利用

针对磷化工生产排放的大量含氟废气对环境的污染问题,提出了以含氟废气为原料制取纳米白炭黑的实验研究方法;论述了氨化反应的基本原理、工艺流程特点以及白炭黑质量的影响因素;实验结果表明：用氟化铵溶液和氨吸收含氟废气得到氟硅酸铵溶液,进一步氨解得到高浓度的氟化铵溶液,由高浓度氟化铵可以制取系列高附加值的无机氟化物;该法克服了传...     

用磷肥副产氟硅酸制氟化铵和白炭黑工艺研究

研究了一种生产氟化铵和白炭黑的新工艺.采用氨水在一定温度下与磷肥行业副产品氟硅酸反应,调整pH,控制反应时间,反应后得到的料浆,经过滤得白炭黑软膏和氟化铵溶液.白炭黑软膏经洗涤干燥后得白炭黑产品;氟化铵溶液经低温浓缩、结晶、脱水,得氟化铵产品.生产过程中产生的氨气经吸收,可循环利用.该工艺生产的氟化铵和白炭黑,具有成本低,循环利用氟和硅资源,节能,环保等特点,而且生产出的产品质量好,符合国家标准.     

利用废弃物含氟硅渣制白炭黑实验研究

为了充分利用磷矿伴生氟硅资源,研究了用废弃物含氟硅渣生产白炭黑的工艺,实验结果表明含氟硅渣在100℃左右能完全溶解在氟化铵溶液中制得氟硅酸铵溶液,氟硅酸铵和氨气在温度为60℃、氨气用量为理论用量的1.1倍,采用间歇加料沉淀后制得的白炭黑产品能达到HG/T 3061-1999行业标准的质量要求;同时研究了表面活性剂对产品质量的影响,适量的表面活性剂对提高产品的吸油值有促进作用。     

氟化铵溶解含氟硅渣制备氟硅酸铵的实验研究

以氟化铵溶液和含氟硅渣为原料,通过化学溶解的方式,制备氟硅酸铵产品。考察了反应温度、反应时间、氟化铵溶液浓度和物料配比（氟化铵与二氧化硅的物质的量比）等不同工艺条件对氟硅酸铵收率、二氧化硅转化率的影响。实验结果表明：反应温度为93 ℃、反应时间为60 min、氟化铵溶液质量分数为20%~30%、物料配比为6∶1.1、反应体系搅拌速度为200~300 r/min时,氟硅酸铵的收率和氟化铵的转化率可控制在90%以上。     

关于氟化氢铵与硅反应的动力学研究

介绍了白炭黑和废砂浆的研究现状,阐述了硅制取白炭黑的两反应两循环新的氟化法工艺路线。利用传统的排水收集气体的方法,并将气体量转化为浓度,研究了氟化氢铵与线切割废砂浆中硅反应的动力学。结果表明,该反应符合二级反应规律[-r=k(C(NH4)HF2)2],确定50℃与60℃条件下的反应速率常数:k50=3.47×10-4mol3/(L.s)和k60=5.62×10-4mol3/(L.s),以及此反应的活化能Ea=43.16 kJ/mol与指前因子A=3 288.85。     

氟硅酸氨化制高补强白炭黑

本发明以氟硅酸和氨化剂为原料进行分步氨化反应,过滤、洗涤、干燥制得白炭黑,其步骤为：a．向氟硅酸中加入氨化剂总量的30—70％的氨化剂,在20-65℃下进行氨化反应;b．氨化后所得反应液进行陈化,陈化液过滤得滤饼和滤液;c．向b步骤所得的滤液中加入余量的氨化剂,在20-55℃下进行氨化反应,反应液进行陈化,陈化液过滤,得滤饼和氟化铵母液,氟化铵母液送后续工艺;d．b、c两步骤中过滤所得滤饼分别进行洗涤、干燥制得白炭黑。本发明经济效益和环境效益明显。     

利用氟硅酸与电石灰制备四氟化硅工艺研究

为加快磷肥副产氟资源的综合利用,同时解决电石灰堆放占用大量土地、污染水资源等问题,采用磷肥副产氟硅酸与电石灰反应制备四氟化硅同时副产氟化钙,制备出高附加值、高品质的氟化物。重点研究了氯化钙与氟硅酸的配料比、反应温度、氯化钙溶液浓度、母液循环等因素对氟硅酸钙收率的影响,同时也分析了氟硅酸钙热解温度对四氟化硅产品质量的影响。研究结果表明,在氯化钙溶液浓缩至质量分数为60%、反应温度为55 ℃、氯化钙与氟硅酸质量比为2∶1条件下,氟硅酸钙的单批收率可达到86%;氟硅酸钙在350 ℃静态分解1 h,分解率达到99%,所得四氟化硅产品质量符合硅烷制备和无水氟化氢制备对原料的要求,所得副产物氟化钙产品质量满足行业标准（YB/T 5217—2019《萤石》）的要求。该方法氟、硅资源能够充分利用,且工艺简单、便于操作、易于工业化生产,为磷肥副产氟硅酸的综合利用提供了一定的指导方向。     

利用废弃物含氟硅渣生产白炭黑产品

利用磷矿伴生氟资源生产2万t/a无水HF装置将产生1万t/a干基含氟硅渣,直接排放将导致环境污染,危害人类健康,同时浪费大量的氟硅资源。为了充分利用磷矿伴生氟硅资源,研究了废弃物含氟硅渣生产白炭黑项目,实验结果表明含氟硅渣在100℃左右能完全溶解在氟化铵溶液中制得氟硅酸铵溶液,氟硅酸铵和氨气在温度为60℃、氨气用量为理论用量的1.1倍、间歇沉淀时,制得的白炭黑产品能达到行业标准要求;同时研究了表面活性剂对产品质量的影响,得出适量的表面活性剂对提高产品的吸油值有促进作用。     

磷肥生产中的氟回收

分析我国磷肥生产中氟回收利用现状:磷肥生产废气中的氟、硅资源每年分别达数十万t,但回收利用很差。介绍一种利用磷肥生产中的含氟废气生产氟化合物与白炭黑的清洁生产方法:用氟化铵或氨直接吸收含氟气体生成氟硅酸铵,然后氨化得氟化铵与白炭黑(S iO2),氟化铵可进一步加工为其它高价值氟化物产品。提出磷肥生产中的氟、硅资源化和接替战略资源——萤石的可能性。并介绍了该技术的开发现状,呼吁有关部门重视,促成该技术早日产业化。     

氟化铝生产副产物-硅渣酸化过程及其动力学

为解决实际生产中氟化铝生产残渣(简称硅渣)难利用问题,以云南某地硅渣为研究对象,以浓硫酸为酸化浸出介质,以浸出率为指标,以单因素实验为基础,研究了酸化过程中酸用量、反应温度、反应时间的影响。结果表明,最佳酸化条件为：加入理论酸用量(23.66 g) 1.3倍的浓硫酸,反应温度170℃,反应时间90 min,该条件下SiO₂的纯度迅速提升至大于99.00%,Al浸出率大于99%,F浸出率大于97%;该反应为液-固多相反应中的收缩未反应核模型,反应活化能为62.97 kJ/mol,浸出过程由化学反应控制。该方法的提出对硅渣的利用提供了一种新思路,具有反应时间短、耗水少、酸化后有价元素浸出率高的优点。     

氟硅酸铵制备氟化钾联产白炭黑的实验研究

以磷肥副产的氟硅酸铵和氢氧化钾为原料,采用一步法制备氟化钾联产白炭黑。探讨主要因素对KF收率和KF纯度的影响,确定适宜的工艺条件为:反应温度82℃,w((NH_4)_2SiF_6)22%,w(KOH)40%,n(KOH)/n((NH_4)_2SiF_6)6.2;在配料比分别为6.2和6.1条件下,考查白炭黑洗涤水多次循环利用对氟化钾纯度、收率等的影响,综合考虑各项指标,最终确定配料比为6.2;在适宜工艺条件下产品各项指标均已达到HG/T 2829—2008、HG/T 3061—2009合格品的要求,且氟化钾产品收率可达94%以上。     

氟硅酸钾滴定法测定粗制氟化钠中二氧化硅

采用硝酸-氢氟酸混合酸为消解溶剂,通过微波消解技术对粗制氟化钠进行快速消解,并用氟硅酸钾滴定法测定其二氧化硅含量。选择饱和氯化钾溶液替代固体氯化钾作为沉淀剂,考察了消解酸体系、饱和氯化钾溶液用量、沉淀温度、沉淀放置时间、共存元素干扰及指示剂选择等条件对测定结果的影响并进行优化。确定了最优测试条件：以8 mL硝酸+2 mL氢氟酸为消解溶剂,以8 mL饱和氯化钾溶液为沉淀剂,控制沉淀温度为20~25 ℃、沉淀放置时间为15 min,选择50 g/L氯化钾-50%乙醇溶液洗涤沉淀,采用溴麝香草酚蓝-酚红指示剂。该方法应用于回收粗制氟化钠中二氧化硅含量的测定可大幅度缩短分解试样的时间,有效降低检测成本,回收率为99.15%~100.63%,相对标准偏差（RSD,n=8）小于1%,与传统高温碱熔法测定结果相符,方法的准确度和精密度较好。     

线切割废砂浆资源化利用研究技术

研究了从单晶硅或多晶硅线切割加工硅晶片产生的废砂浆中回收碳化硅,同时生产白炭黑的工艺方法。该工艺包括对废砂浆进行预处理,酸洗除去其中的铁及金属杂质;然后,向其中加入高浓度氢氧化钠溶液,使其与砂浆中的硅反应生成硅酸钠,过滤得到纯的碳化硅,对硅酸钠溶液进行酸处理,得到絮凝状沉淀,干燥后即得白炭黑产品;最后,向酸洗液中加入一定量10%的石灰乳溶液,得到红褐色沉淀,干燥得到氢氧化铁产品。本工艺操作简单,可有效回收废砂浆中的碳化硅,同时利用处理后的废液副产白炭黑,进一步降低碳化硅的回收成本,减少污水的排放量,具有较好的经济效益、社会效益和环保效益。