一種大結晶氟硅酸鈉、鉀的連續生產方法技術

一種大結晶氟硅酸鈉、鉀的連續生產方法是在常溫下，在一特殊結構的反應結晶器內氟硅酸和氯化鈉溶液或氯化鉀溶液反應生成氟硅酸鈉或氟硅酸鉀結晶，反應母液由上部溢出，結晶從底部排出。并和洗水一道進入增稠器進行洗滌和分離，沉降到底部的結晶排出后經過濾、洗滌、干燥后即得到結晶顆粒較大的氟硅酸鈉、鉀產品。和常規的間歇法生產相比，本發明專利技術方法具有產品質量好，特別是產品結晶粗大，酸、鹽消耗定額較低，勞動條件較好等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?一種大結晶氟硅酸鈉、鉀的連續生產方法氟硅酸鈉、氟硅酸鉀的生產方法屬無機化工領域，具體涉及到以氟硅酸為原料連續制取大結晶氟硅酸鈉和氟硅酸鉀的生產方法。在磷肥生產中為了消除含氟廢氣的污染，絕大多數廠家都是以水吸收含氟廢氣制取氟硅酸溶液，然后進一步加工成氟硅酸鈉、氟硅酸鉀等無機氟鹽等產品。氟硅酸鈉、鉀的生產在國內已有數十年的歷史了，但是絕大多數廠家都采用著一種落后的間歇的生產方法，如氟硅酸鈉的間歇生產是在一個帶有攪拌器的合成反應槽內，在攪拌下先加入氟硅酸，然后再慢慢加入～25％的氯化鈉溶液進行反應、結晶，然后靜置沉淀，讓氟硅酸鈉結晶沉到反應器底部，放出帶有硅膠的母液，然后加水攪拌洗滌，再靜置沉淀，然后再放去洗液，如此洗滌2至3次后加純堿中和未能洗滌干凈的鹽酸，最后過濾、洗滌、干燥得到成品；氟硅酸鉀的生產也是采用間歇的生產方法，雖然采用在70～80℃條件下進行氟硅酸和22～24％的氯化鉀溶液反應，以圖得到較大的氟硅酸鉀結晶，但是因為氟硅酸鉀溶解度太小，相對溶液的過飽和濃度太大，生成的氟硅酸鉀結晶仍然十分細小，以至于能長時間懸浮在液相中，給隨后的分離和洗滌以至干燥都帶來很多困難，上述間歇生產的方法導致產品質量差，原材料消耗高，勞動強度大，勞動條件差等等不足，特別是氟硅酸鉀的生產更是如此。隨著我國WTO的加入，國外對氟硅酸鈉、鉀等產品的要求，除產品內在的質量指標外，還特別提出對產品粒度的要求，要求產品粒度大，最好為流砂狀，以消除和減少在運輸和使用過程中粉塵飛揚對環境和相關人員身體健康的影響。因此，本專利技術的一個目的是提供一種可根據市場需要進行調節的既能生產氟硅酸鈉又能生產氟硅酸鉀的連續生產的方法，本專利技術的另一個目的是生產出較現有氟硅酸鈉、鉀生產方法的結晶更為粗大的氟硅酸鈉、鉀結晶。本專利技術方法為一連續生產的方法，第一步是在常溫下，在一特殊的反應結晶器內進行酸、鹽的連續反應、結晶以及反應母液的分離；第二步是在一連續操作的增稠器設備內進行結晶的洗滌和洗液的分離；第三步是結晶的過濾分離和洗滌；第四步是產品的干燥，其示意工藝流程見附圖1。氟硅酸和氯化鈉(或氯化鉀)的水溶液經計量后加入反應結晶器，反應生成的母液由反應器上部溢液排出，生成的氟硅酸鈉(或氟硅-->酸鉀)的結晶，自反應器底部排出，與洗滌水和返回的洗液混合，一道進入增稠器，洗液自增稠器上部溢出，增稠后的料漿自底部排出，加水后進入過濾分離裝置，濾、洗液返回增稠器前作洗水應用，濾餅取出經干燥后即得產品。本專利技術的核心在于第一步的反應、結晶和分離。其反應為氟硅酸鈉、鉀的生成反應：該步的特征在于上述反應在常溫下，在一特殊結構的反應結晶器內進行酸、鹽的連續反應、結晶以及反應母液的分離。其主要工藝條件為：氟硅酸濃度8～25％H2SiF6；氯化鈉溶液濃度24～26％NaCl，或生產氟硅酸鉀時，氯化鉀濃度為22～24％KCl；反應、結晶時間≥30分鐘。從事磷肥生產的人都知道，無論是從普通過磷酸鈣生產或是萃取磷酸濃液過程中得到的氟硅酸都含有硅膠，即使經過預處理后在氟硅酸中仍然含有一定數量的硅膠，在間歇法生產中是依靠采用多次沉降分離的方法將硅膠分離干凈。即在反應和洗滌過程中，攪拌讓物料懸浮，然后靜置沉降，利用硅膠和氟硅酸鈉、鉀結晶自然沉降速度的不同，氟硅酸鈉、鉀結晶先行沉降到底部，硅膠尚懸浮在液相中時，將母液、洗液放出，從而達到洗滌和分離的目的。另外，在間斷生產中缺乏一個穩定的結晶條件，反應所得氟硅酸鈉、鉀結晶細小，其中尤以氟硅酸鉀更甚，在沉降分離過程中容易隨液相的分離而導致損失，因此在間歇法生產中產品質量較差，酸、鹽等主要原料的消耗亦較高。為了解決上述問題，獲取粗大而均勻的結晶是關鍵，從結晶學的觀點出發，要獲取粗大而均勻的結晶，關鍵是要降低溶液的過飽和度以減少晶核的形成，促進晶核的成長。如在氟硅酸鉀的常規生產中采用加熱到70～80℃條件下進行反應，就是因為隨著溫度增高，氟硅酸鉀溶解度加大，從而相對應地降低了過飽和度，生成較常溫下結晶較大的結晶，但這并不可取。因為溫度升高，溶解損失加大，將直接導致消耗定額的提高；加入晶種亦是一種重要的制取粗大結晶的手段。但其通常的做法都是將分離掉反應母液的料漿循環到反應結晶器內從而使得循環系統顯得較為復雜且降低反應結晶器的濃度。為此本專利技術依據結晶原理提出一種特殊結構的反應結晶器，既能實現酸、鹽的連續反應、結晶，得到遠較間歇方法結晶粗大的結晶，又能實施反應母液的分離，將懸浮于其中的硅膠隨著母液的分離一道排出系統。-->反應結晶器見附圖2，為一雙筒結構，內筒內設置一導流筒，筒的下端有一推進式攪拌器，以增加容積循環速率，有利于降低過飽和度；氟硅酸溶液引入導流筒下部固相濃度較高區域，鹽溶液在反應結晶器上部以環形管均勻加入，以最大限度地降低局部過飽和度；反應生成的含有氟硅酸鈉(或氟硅酸鉀)結晶的料漿在內筒和導流筒之間循環，較大的結晶則沉降在底部，由緩慢轉動的耙齒移向錐體中部的出料口，較細小的結晶則在循環料漿的帶動下繼續在器內循環，以逐步長大；反應母液從反應結晶器內筒和外筒之間的環形槽溢流而出，同時將懸浮于其中的硅膠帶出。隨著母液的排出和結晶在器內的滯留，反應結晶器中的固相含量大幅增加。其作用相當于加入大量晶種，而且通過結晶排出量的控制可改變其中固相含量的數量，從而可以有效地調節和控制結晶的成長，因此本反應結晶器設備不僅能用于氟硅酸鈉、鉀的生產，而且也能用于其它的類似的通過化學反應結晶的無機鹽的生產，包括常溫下的化學反應結晶以及加熱狀態下的反應結晶等。本專利技術的第二步是第一步反應排出的料漿的洗滌和沉降分離，這是在一個增稠器內實現的，料漿和洗水以及隨后過濾分離的濾液和洗液混合后進入增稠器，利用氟硅酸鈉、鉀結晶和硅膠沉降速度的差異，固相結晶沉降到底部由耙齒集中到下料口后排出，洗液則夾帶懸浮于其中的硅膠一道溢流排出。本專利技術的第三步，第四步雖是本專利技術的的有機組成部分，但可采用通用的過濾和干燥裝置，且可較為靈活地變化，在此不予贅述了。實施例：在一內筒直徑為Φ800的反應結晶器中，先按423Kg/hr的流量投入10％HiSiF6，直到導流筒和內筒間開始循環時，停止氟硅酸的投料并開始按172Kg/hr的流量投入26％NaCl溶液，當其投入時間相等于氟硅酸的投料時間后，再開始氟硅酸的投料。當稀相母液溢流，稠相料漿又不予排出時，系統中的固相含量則不斷升高，在約2小時后開始排出稠相料漿，并注意保持系統的平衡，同時于稠相料漿中加入230Kg/hr水，并于增稠器中分離，增稠器排出的料漿在一Φ400離心機中分離并洗滌，濾餅在105℃烘干，即得產品。分析表明，產品氟硅酸鈉含量達99。4％NaSiF6，+60目篩的數量達52％。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大結晶氟硅酸鈉、鉀的連續生產方法主要包括四步。第一步是在常溫下，在一特殊的反應結晶器內進行氟硅酸和氯化鈉或氯化鉀溶液的連續反應、結晶以及反應母液的分離；第二步是在一連續操作的增稠器設備內進行結晶的洗滌和洗液的分離；第三步是結晶的過濾分離和洗滌；第四步是產品的干燥．其工藝流程簡述為：氟硅酸和氯化鈉或氯化鉀的水溶液經計量后加入反應結晶器，反應生成的母液由反應器上部溢流排出，生成的氟硅酸鈉或氟硅酸鉀的結晶自反應器底部排出，與洗滌水和返回的洗液混合，一道進入增稠器，洗液自增稠器上部溢出；增稠后的料漿自底部排出，加水后進入過濾分離裝置，濾、洗液返回增稠器前作洗水應用，濾餅取出經干燥后即得成品。第一步反應的主要工藝條件為：氟硅酸濃度８～２５％Ｈ↓［２］ＳｉＦ↓［６］，氯化鈉溶液濃度２４～２６％ＮａＣｌ，氯化鈉溶液用量為理論量的１１０～１４０％；或生產氟硅酸鉀時，氯化鉀溶液濃度為２２～２５％ＫＣｌ，用量為理論量的１１０～１４０％；反應、結晶時間＞３０分鐘。

【技術特征摘要】
1.一種大結晶氟硅酸鈉、鉀的連續生產方法主要包括四步。第一步是在常溫下，在一特殊的反應結晶器內進行氟硅酸和氯化鈉或氯化鉀溶液的連續反應、結晶以及反應母液的分離；第二步是在一連續操作的增稠器設備內進行結晶的洗滌和洗液的分離；第三步是結晶的過濾分離和洗滌；第四步是產品的干燥.其工藝流程簡述為：氟硅酸和氯化鈉或氯化鉀的水溶液經計量后加入反應結晶器，反應生成的母液由反應器上部溢流排出，生成的氟硅酸鈉或氟硅酸鉀的結晶自反應器底部排出，與洗滌水和返回的洗液混合，一道進入增稠器，洗液自增稠器上部溢出；增稠后的料漿自底部排出，加水后進入過濾分離裝置，濾、洗液返回增稠器前作洗水應用，濾餅取出經干燥后即得成品。第一步反應的主要工藝條件為：氟硅酸濃度8～25％H2SiF6，氯化鈉溶液濃度24～26％NaCl，氯化鈉溶液用量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏克立，
申請(專利權)人：夏克立，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]