淺談濕法磷酸氟硅酸渣回收技術

張猛

摘要：濕法磷酸制備過程中會產生大量的氟硅酸，氟是一種重要物質資源，因此有必要對氟硅酸渣進行有效回收。本文對濕法磷酸氟硅酸渣回收技術進行探討，分析回收技術原理和相應的優缺點，明確了濕法磷酸氟硅酸渣回收的技術關鍵，對以后磷酸濕法氟硅酸渣的回收具有促進和推動作用。

關鍵詞：氟硅酸渣;濕法;磷酸;回收技術

1 引言

磷酸是磷化工工業生產中的重要物質，具有廣泛的應用，常見于食品、肥料和制藥等行業，還可以用作食品的添加劑、分散劑和腐蝕劑等。磷酸的常見生產方式有兩種，分別為熱法磷酸和濕法磷酸。因為熱法磷酸需要消耗很大的能量，所以熱法磷酸的使用逐步降低，濕法磷酸逐步成為了磷酸生產的重要方式和發展方向。在濕法磷酸中二水物法生產濕法磷酸已經成為了應用最為廣發的磷酸生產方法，此法在生產過程中會產生大量的雜質，其中氟就是雜質中的一種重要物質。在濕法磷酸的生產過程中，氟的多少會對濕法磷酸的工藝生產效果造成一定的影響，因此，應當采取行之有效的方法來消除氟對工藝生產的影響。含氟物質會對環境造成危害，不能直接排放到環境當中，同時，氟是一種具有高附加值的物質資源，更應當采取有效措施促進濕法磷酸氟硅酸渣回收。在自然界中，氟物質資源獲取的途徑包括天然冰晶石、磷礦石和螢石，但是螢石礦物因國家戰略資源的緣故已經被限制開采了，而濕法磷酸氟硅酸渣回收可以有效對含氟物質的回收利用，可以擴大行業的經濟效益，緩解含氟礦物質資源匱乏的緊張問題。

2 濕法磷酸過程當中氟資源的分布

濕法生產作為制備磷酸的重要方法，基本原理是通過無機酸分解磷礦粉進行磷酸制備，利用硫酸分解磷礦是濕法磷酸生產當中最基本的方法。在磷酸制備的過程中，為了產生不同等級的磷酸，應當采取有效舉措對磷酸進行濃縮，在整個濕法磷酸的生產過程中，含有高附加值的氟物質，應當采取合理措施對含氟物質進行回收利用。濕法磷酸所生產的磷酸中的含氟物質占比百分之七十至百分之八十;磷石膏中的含氟物質占比百分之十五至百分之三十;氣相含氟物質占比百分之三至百分之五，含氟物質主要出現在磷酸的制備階段和磷酸的濃縮階段。

在磷酸的制備階段，磷礦在硫酸的作用下被分解，磷礦中的含氟物質也會被分解二產生氟化氫氣體。磷礦當中含有活性硅，活性硅能夠與產生的氟化氫氣體產生四氟化硅和氟硅酸根等物質。四氟化硅極易和水發生化學反應，生成氟硅酸。濕法磷酸制備過程中，液相的含氟物質主要是氟硅酸和其他的氟化物;氣相的含氟物質主要是四氟化硅和氟化氫氣體;固相的含氟物質主要是在后續處理當中的氟硅酸渣等。

3濕法磷酸氟硅酸渣回收技術

3.1濕法磷酸過程中的固體廢渣成分

濕法磷酸過程中會產生多種物體廢渣，各種廢渣的含量也存在著很大的差別。廢渣的主要成分包括氟硅酸鈉、五氧化二磷、氧化鈣、三氧化硫、二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁以及氧化鎂等物質，其中的五氧化二磷、氟硅酸鈉和二氧化硅的含量比較高。在濕法磷酸過程中的固體廢渣中，氟硅酸鈉中重要的含氟物質，應當采取有效措施對氟進行回收，讓氟資源得到充分利用。

3.2濕法磷酸氟硅酸渣回收原理分析

濕法硅酸在生產過程中會產生的液相氟的回收通常是將氟硅酸和鈉鹽進行反應，反應會產生氟硅酸鈉，但是氟硅酸鈉的市場價值低，并且氟硅酸鈉的附加值相對較低，氟硅酸渣沒有得到高效的回收利用。濕法硅酸在生產過程中還會存在硅基產物，在其后續處理當中也會產生含氟硅渣。因此，在濕法磷酸生產過程中，應當對固相含氟資源進行回收利用，增加附加值。

3.3濕法磷酸氟硅酸渣回收常見技術

3.1.1氟硅酸鈉高附加值轉化技術

氟硅酸鈉的高附加值轉化技術是將氟硅酸鈉和氟化銨溶液進行反應以后，再進行氨化處理。通過此種方法可以得到氟化鈉、白炭黑和氟化銨溶液。其中，氟化銨溶液的質量分數可以達到百分之四十。利用氟化銨溶液可以進一步制備多種含氟物質，提升了產物附加值。

3.1.2含氟硅酸渣的循環利用技術

含氟硅酸渣的循環利用技術通過利用含有二氧化硅的廢渣添加到濕法磷酸生產過程，提高氫氟酸轉化四氟化硅的效率。因為四氟化硅的蒸氣壓比較大，容易在反應過程當中溢出，通過添加二氧化硅可以提高氣相氟的回收效率。含氟硅酸渣的循環利用技術具有明顯的有點，能夠將固相的含氟廢渣進行循環利用，將氟資源轉化為氣相氟，提高氟的回收利用率。

3.1.3利用氟硅酸渣制取氟產品技術

利用氟硅酸渣制取氟產品技術，主要通過硫酸和氟硅酸渣進行反應，將氟硅酸渣轉化為氟硅酸，再利用氟硅酸制備氫氟酸、無水氟化氫等物質。在制備氫氟酸的過程中還可以產生磷酸鈣等物質。利用氟硅酸渣制取氟產品技術可以將固相氟資源進行回收利用，還能夠聯產高附加值產品。

4結語

氟是重要的物質資源，在現代工業發展中具有重要作用。氟化物和相應的含氟物質廣泛應用于化工、醫療等領域，但因為螢石資源的短缺和限制開采導致我國氟化工行業發展受到極大影響。濕法磷酸會產生大量的含氟物質，采用合理技術對這些含氟物質進行回收利用，不但可以實現氟資源的回收利用，而且可以降低對環境的污染、提高濕法磷酸的經濟附加值，具有重要的現實意義。濕法磷酸氟硅酸渣回收技術的關鍵在于含氟廢渣的循環利用。含氟廢渣的循環利用還能夠促進液相氟和氣相氟的回收，提高整個濕法磷酸過程的氟回收利用率，提高資源利用效率，降低企業經濟成本，提高企業附加經濟效益，有效保護生態環境。

參考文獻：

[1]鐘文婧，紀利俊，付全軍，盛勇，朱家文. 濕法磷酸脫氟渣回收技術研究[J]. 化學工程，2019，47（01）：70-73+78.

[2]張程，鐘文婧，紀利俊，陳葵，朱家文. 濕法磷酸脫氟渣中磷和氟的浸取回收[J]. 化學工程，2019，47（08）：1-5+21.

[3]盛國臣，張燦，龔孝祥. 利用脫氟渣回收氟制取氟產品的方法研究[J]. 硫磷設計與粉體工程，2016（04）：20-22+4.

[4]王喜恒，孫文哲. 濕法磷酸過程氟回收技術研究進展[J]. 無機鹽工業，2020，52（08）：25-29.

[5]趙東，曾春華，馬永強，簡路明，姜基燦. 對濕法磷酸脫氟渣進行循環利用的實驗研究[J]. 硫磷設計與粉體工程，2015（04）：14-17+5.

云南云天化紅磷化工有限公司 云南 開遠 661699