浅谈湿法磷酸氟硅酸渣回收技术

张猛

摘要：湿法磷酸制备过程中会产生大量的氟硅酸，氟是一种重要物质资源，因此有必要对氟硅酸渣进行有效回收。本文对湿法磷酸氟硅酸渣回收技术进行探讨，分析回收技术原理和相应的优缺点，明确了湿法磷酸氟硅酸渣回收的技术关键，对以后磷酸湿法氟硅酸渣的回收具有促进和推动作用。

关键词：氟硅酸渣;湿法;磷酸;回收技术

1 引言

磷酸是磷化工工业生产中的重要物质，具有广泛的应用，常见于食品、肥料和制药等行业，还可以用作食品的添加剂、分散剂和腐蚀剂等。磷酸的常见生产方式有两种，分别为热法磷酸和湿法磷酸。因为热法磷酸需要消耗很大的能量，所以热法磷酸的使用逐步降低，湿法磷酸逐步成为了磷酸生产的重要方式和发展方向。在湿法磷酸中二水物法生产湿法磷酸已经成为了应用最为广发的磷酸生产方法，此法在生产过程中会产生大量的杂质，其中氟就是杂质中的一种重要物质。在湿法磷酸的生产过程中，氟的多少会对湿法磷酸的工艺生产效果造成一定的影响，因此，应当采取行之有效的方法来消除氟对工艺生产的影响。含氟物质会对环境造成危害，不能直接排放到环境当中，同时，氟是一种具有高附加值的物质资源，更应当采取有效措施促进湿法磷酸氟硅酸渣回收。在自然界中，氟物质资源获取的途径包括天然冰晶石、磷矿石和萤石，但是萤石矿物因国家战略资源的缘故已经被限制开采了，而湿法磷酸氟硅酸渣回收可以有效对含氟物质的回收利用，可以扩大行业的经济效益，缓解含氟矿物质资源匮乏的紧张问题。

2 湿法磷酸过程当中氟资源的分布

湿法生产作为制备磷酸的重要方法，基本原理是通过无机酸分解磷矿粉进行磷酸制备，利用硫酸分解磷矿是湿法磷酸生产当中最基本的方法。在磷酸制备的过程中，为了产生不同等级的磷酸，应当采取有效举措对磷酸进行浓缩，在整个湿法磷酸的生产过程中，含有高附加值的氟物质，应当采取合理措施对含氟物质进行回收利用。湿法磷酸所生产的磷酸中的含氟物质占比百分之七十至百分之八十;磷石膏中的含氟物质占比百分之十五至百分之三十;气相含氟物质占比百分之三至百分之五，含氟物质主要出现在磷酸的制备阶段和磷酸的浓缩阶段。

在磷酸的制备阶段，磷矿在硫酸的作用下被分解，磷礦中的含氟物质也会被分解二产生氟化氢气体。磷矿当中含有活性硅，活性硅能够与产生的氟化氢气体产生四氟化硅和氟硅酸根等物质。四氟化硅极易和水发生化学反应，生成氟硅酸。湿法磷酸制备过程中，液相的含氟物质主要是氟硅酸和其他的氟化物;气相的含氟物质主要是四氟化硅和氟化氢气体;固相的含氟物质主要是在后续处理当中的氟硅酸渣等。

3湿法磷酸氟硅酸渣回收技术

3.1湿法磷酸过程中的固体废渣成分

湿法磷酸过程中会产生多种物体废渣，各种废渣的含量也存在着很大的差别。废渣的主要成分包括氟硅酸钠、五氧化二磷、氧化钙、三氧化硫、二氧化硅、氧化铁、氧化铝以及氧化镁等物质，其中的五氧化二磷、氟硅酸钠和二氧化硅的含量比较高。在湿法磷酸过程中的固体废渣中，氟硅酸钠中重要的含氟物质，应当采取有效措施对氟进行回收，让氟资源得到充分利用。

3.2湿法磷酸氟硅酸渣回收原理分析

湿法硅酸在生产过程中会产生的液相氟的回收通常是将氟硅酸和钠盐进行反应，反应会产生氟硅酸钠，但是氟硅酸钠的市场价值低，并且氟硅酸钠的附加值相对较低，氟硅酸渣没有得到高效的回收利用。湿法硅酸在生产过程中还会存在硅基产物，在其后续处理当中也会产生含氟硅渣。因此，在湿法磷酸生产过程中，应当对固相含氟资源进行回收利用，增加附加值。

3.3湿法磷酸氟硅酸渣回收常见技术

3.1.1氟硅酸钠高附加值转化技术

氟硅酸钠的高附加值转化技术是将氟硅酸钠和氟化铵溶液进行反应以后，再进行氨化处理。通过此种方法可以得到氟化钠、白炭黑和氟化铵溶液。其中，氟化铵溶液的质量分数可以达到百分之四十。利用氟化铵溶液可以进一步制备多种含氟物质，提升了产物附加值。

3.1.2含氟硅酸渣的循环利用技术

含氟硅酸渣的循环利用技术通过利用含有二氧化硅的废渣添加到湿法磷酸生产过程，提高氢氟酸转化四氟化硅的效率。因为四氟化硅的蒸气压比较大，容易在反应过程当中溢出，通过添加二氧化硅可以提高气相氟的回收效率。含氟硅酸渣的循环利用技术具有明显的有点，能够将固相的含氟废渣进行循环利用，将氟资源转化为气相氟，提高氟的回收利用率。

3.1.3利用氟硅酸渣制取氟产品技术

利用氟硅酸渣制取氟产品技术，主要通过硫酸和氟硅酸渣进行反应，将氟硅酸渣转化为氟硅酸，再利用氟硅酸制备氢氟酸、无水氟化氢等物质。在制备氢氟酸的过程中还可以产生磷酸钙等物质。利用氟硅酸渣制取氟产品技术可以将固相氟资源进行回收利用，还能够联产高附加值产品。

4结语

氟是重要的物质资源，在现代工业发展中具有重要作用。氟化物和相应的含氟物质广泛应用于化工、医疗等领域，但因为萤石资源的短缺和限制开采导致我国氟化工行业发展受到极大影响。湿法磷酸会产生大量的含氟物质，采用合理技术对这些含氟物质进行回收利用，不但可以实现氟资源的回收利用，而且可以降低对环境的污染、提高湿法磷酸的经济附加值，具有重要的现实意义。湿法磷酸氟硅酸渣回收技术的关键在于含氟废渣的循环利用。含氟废渣的循环利用还能够促进液相氟和气相氟的回收，提高整个湿法磷酸过程的氟回收利用率，提高资源利用效率，降低企业经济成本，提高企业附加经济效益，有效保护生态环境。

参考文献：

[1]钟文婧，纪利俊，付全军，盛勇，朱家文. 湿法磷酸脱氟渣回收技术研究[J]. 化学工程，2019，47（01）：70-73+78.

[2]张程，钟文婧，纪利俊，陈葵，朱家文. 湿法磷酸脱氟渣中磷和氟的浸取回收[J]. 化学工程，2019，47（08）：1-5+21.

[3]盛国臣，张灿，龚孝祥. 利用脱氟渣回收氟制取氟产品的方法研究[J]. 硫磷设计与粉体工程，2016（04）：20-22+4.

[4]王喜恒，孙文哲. 湿法磷酸过程氟回收技术研究进展[J]. 无机盐工业，2020，52（08）：25-29.

[5]赵东，曾春华，马永强，简路明，姜基灿. 对湿法磷酸脱氟渣进行循环利用的实验研究[J]. 硫磷设计与粉体工程，2015（04）：14-17+5.

云南云天化红磷化工有限公司 云南 开远 661699