固废氟硅酸钠合成氟化钠的工艺研究

固废氟硅酸钠合成氟化钠的工艺研究

杨磊

滨州市翱翔化工有限公司，滨州市沾化区， 256800

摘要：氟硅酸钠生产厂的合成罐是生产系统的核心设备。由于氟硅酸钠工艺具有很强的耐腐蚀性,传统的合成罐一般采用聚氯乙烯(PVC)材料。由于氟硅酸钠溶液的结晶,合成熔体的清洗速度快,约30d合成槽,而在清洗过程中,由于PVC板的强度低,槽容易受到冲击和损坏。

关键词：固废氟硅酸钠；合成氟化钠；工艺研究

引言

从21世纪初开始，电子信息技术及其相关材料迅速发展，基于玻璃的液晶显示器(tft-lcd)行业进入了快速增长的阶段，但玻璃的厚度也要求越来越薄。TFT的大多数薄玻璃现在都是使用氢氟酸制造的，它会产生大量的氟化物和残渣，并注重环境规律的实施和对环境的持续关注，因此开发新的可持续管理氟化钠的流程是非常重要的，因为tft-lcd蚀刻过程中经常会由于低价值而堵塞，因为它会污染环境并浪费宝贵的氟化物资源， 必须开发一种新的处理固体氟化钠的绿色工艺，将氟化钠和碳酸钠的荧光转化为高附加值氟化钠，并研究了反应比、反应温度、反应时间和填充方式等因素对其生产的影响，并可根据具体情况进一步转化为市场迫切需要的氟化氢产品。

1.氟硅酸钠合成槽的改进实施

若要执行此作业，请删除组合球形槽的既有底部，将圆柱外壁的凸缘扫掠，然后建立与圆球基本相同的球形底部槽，使用凸缘和圆柱，将氯化钠输入的底部连接至连接至管路末端的多个结管，以便在使用氟硅酸进入圆柱时稳定管，使用酸开口将氯化钠溶液进入冷却装置。 并且氯化钠从孔流向冷却器，发动机混合叶片以完全响应氯化钠，从而降低其部分饱和度，从而导致在球形底部的氟硅酸钠结晶，传递给离心机，等过程中产生的气体从排气孔出来，并从压力管溢出，当球形底部内壁太脏时，设备暂停并进入检修孔， 利用辅助功能去除球形dna中的杂质，用水冲洗废水中的聚酯纤维，由于球形底部是不锈钢材料，因此强度大大提高，不会产生裂缝或裂缝，从而大大提高了合成的安全系数，确保了生产的安全。

2.总氟含量的测定

称取约1.0g试样，置250mL烧杯中，加10mL氢氧化钠溶液（4g/L），再加水至50mL，盖上表面皿，缓慢加热至沸腾，微沸5min，冷却至室温，将溶液转移至250mL容量瓶中，每次用约15mL水洗涤烧杯与表面皿，洗涤4~5次，合并洗液，滴加2滴甲基红指示液，加硝酸溶液调节溶液颜色变成红色，再加氢氧化钠溶液调节pH值至恰变为亮黄色，加水定容至刻度，摇匀，此为样品溶液A；准确移取25mL样品溶液A于塑料烧杯中，加水至50mL，再加20mL缓冲液与30mL乙醇，以氟离子选择电极为指示电极，用0.05mol/L硝酸镧标准溶液滴定，仪器自动识别终点，同时做空白试验，计算得到总氟含量。

3.不同氢氧化钠加入量与反应时间对氟化钠含量测定的影响

精密称取19.8g氟化钠标准品与0.2g氟硅酸钠，研磨混匀，作为模拟样品。按照1.3.1总氟含量的测定方法，称取7组样品，分别加入0、2、5、8、10、15、20mL的氢氧化钠溶液，煮沸5min，测定氟化钠的含量，按照1.3.1总氟含量的测定方法，称取6组模拟样品，分别煮沸2、3、5、7、10、15min，测定不同煮沸时间对氟硅酸含量的影响，测定氟化钠的含量。当氢氧化钠加入量少于5mL或煮沸时间少于3min时，加硝酸溶液将溶液调至红色，再用氢氧化钠调节溶液为黄色时，溶液的颜色在红色与黄色之间反复变化，表明氟硅酸根未完全分解。在相同的煮沸时间下，随着氢氧化钠加入量的增加，氟化钠含量测定值越高，与理论值之间的偏差越小；在相同的氢氧化钠加入量下，随着煮沸时间的增加，氟化钠含量测定值越高，与理论值之间的偏差越小；氟硅酸钠在强碱溶液中彻底分解为氟化钠与硅酸钠。为确保水解完全，本实验选择氢氧化钠加入量为10mL，反应时间为5min。

4.“氟硅酸-液氨”液相法

一般情况下，氟硅酸来源于磷肥企业和氟化氢企业。磷肥企业的氟硅酸的质量分数在12%～25%，氟化氢企业的氟硅酸的质量分数在25%～40%。液氨采用工业级的液氨。生产氟化氢铵时，需通加氟化氢或氢氟酸；如果采用氟化氢，合格品既可，建议尽量不要用无水氟化氢。如果采用氢氟酸，各类有机氟化工企业的含氟废水均可，但一般要求HF的质量分数≥10%为好。工艺介绍：氟硅酸在氨化釜内与液氨反应，生成氟化铵与二氧化硅，经分离后得到氟化铵溶液和硅胶固体物。生产氟化铵产品时，分离后的溶液进入浓缩装置，浓缩时部分氨气从中分解并逸出，与水蒸汽一起被吸收成为稀氨水，经过提浓装置，氨气重新回到氨化工序。浓缩后的溶液加氨调整，得到合格的氟化铵溶液；再经冷却、结晶、过滤、干燥，制成固体氟化铵产品。生产氟化氢铵产品时，分离后的溶液要添加氟化氢或氢氟酸，然后进入浓缩装置，浓缩时产生的氨气处理方法同上。浓缩后的溶液经冷却、结晶、过滤、干燥，制成固体氟化氢铵产品。对于氟硅酸中含磷量高的原料，需要增加铁屑或铁盐除磷的工序。

5.发展趋势

总体来说，“氟化氢-液氨”液相法生产工艺比较简单、设备投资省、操作方便、技术成熟，很难有更多的技术突破[10]；随着各行业对产品质量要求的提高，可能会促使“氟化氢-液氨”液相法生产工艺增加原料纯化的设备。“氟硅酸-液氨”液相法生产工艺还是个新鲜事物，具备技术的企业还不多，生产线还很少；随着磷肥企业越来越重视氟资源的利用，该工艺也会越来越成熟。形成了一条从磷肥企业的含氟 废气吸收到生产氟化铵和氟化氢铵产品再到生产氟 化氢产品的产业链， 既解决了磷肥企业的氟污染问 题，保护了萤石资源，也为含氨氟化盐的深加工开辟 了一条新路子。 也许这就是含氨氟化盐的发展趋势。随着电子工业的发展，对含氟气体的需求量将会提升；从而增加对气相氟化氢铵的需求；近几年试剂、有机氟中间体合成、医药行业等对高品质氟化氢铵的需求也一直在上升，已经为下一步更多地发展气相氟化氢铵提出了要求。

结束语

该方法采用硝酸镧作为滴定剂，以氟离子选择电极为测量电极，仪器自动识别终点，电极响应灵敏，终点突跃明显，不需要借助指示剂颜色变化，消除了目视判断终点带来的误差。考察了溶液pH和反应时间对试验结果的影响，并考察了氟化钠含量测定的回收率与精密度均符合要求。该方法简化了前处理过程，采用已经获得的检测结果，降低了测试过程的毒性，对氟化钠质量控制具有重要意义。

参考文献

［1］徐建国，周贞锋，应盛荣．我国氟化钠生产技术的现状及发展趋势［J］．化工生产与技术，2011，18(03):18－21+70．

［2］叶红勇，田光飞，李入林，等．氨水和氟硅酸钠制备氟化钠和白炭黑的实验研究［J］．广州化工，2016，44(05):87－88+96．

［3］何宏亮，明大增，李志祥．纯碱法生产氟化钠的分离方法［J］．无机盐工业，2012，44(01):10－12．

[4]黄凤鸣．氟硅酸钠热分解法生产氟化钠工艺技术［J］．无机盐工业，2013，45(12):31－33．

[5]明大增,李志祥,薛河南.氟硅酸氨化制高补强性白炭黑及高浓度氟化铵的方法:中国,200710066136[P].2011-05-11.

[6]卢爱军,徐海林.由氟硅酸制高纯二氧化硅和氟化铵[J].河南化工,2002(12):17-19.