題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 漂浮法分離制備氟化鈉和白炭黑的實(shí)驗(yàn)研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 該項(xiàng)目利用磷肥廠副產(chǎn)的氟硅酸鈉和桐柏堿礦的廢堿液為原料制備氟化鈉和二氧化硅，利用漂浮法很好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)應(yīng)生成的氟化鈉和二氧化硅共沉淀的分離，既簡化了工藝流程，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并且降低了生產(chǎn)成本，該技術(shù)未見報(bào)道。
- 詳細(xì)介紹：
- 以氟硅酸和碳酸鈉為原料，在氟硅酸與碳酸鈉物質(zhì)的量比1.0﹕3.5，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間150～180min， pH=6.6～7的條件下，一步沉降法制備氟化鈉和白炭黑。對生成的共沉淀物氟化鈉和白炭黑利用雙錐分離器，采用母液漂浮法，控制母液的上升速度在4.0～5.0mm/s之間，實(shí)現(xiàn)了氟化鈉和二氧化硅的有效分離，氟化鈉的回收率可達(dá)99%以上，漂浮物中二氧化硅的回收率在96%以上，，氟化鈉和二氧化硅的產(chǎn)品質(zhì)量分別符合或超過國標(biāo)GB4293-84和國標(biāo)GB10571-89。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 針對目前氟化鈉生產(chǎn)的存在效益差問題和我國磷肥行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)的狀況及傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法存在的實(shí)際問題，本課題根據(jù)沉淀物氟化鈉和二氧化硅密度和結(jié)晶特性的差異，在重力場中沉淀速度的不同，利用流體動力學(xué)原理，采用漂浮法分離和制備氟化鈉和白炭黑，對生成的沉淀混合物利用雙錐分離器，控制一定的液體流速，實(shí)現(xiàn)二者的分離，達(dá)到改進(jìn)工藝，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量之目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 目前國內(nèi)外制備氟化鈉的工藝路線較長，生產(chǎn)方法復(fù)雜，原料消耗偏高。用漂浮法分離和生產(chǎn)氟化鈉和二氧化硅的實(shí)施，工藝簡單，操作方便，不需要二步法中加入的氫氧化鈉、鹽酸或碳酸氫銨等原料，氟化鈉的回收率高，漂浮物中二氧化硅的純度高，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法相比，既保證了質(zhì)量，減少了污染，又節(jié)約了成本，且產(chǎn)品質(zhì)量符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論指導(dǎo)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本課題采用漂浮法分離和生產(chǎn)氟化鈉和二氧化硅，工藝簡單，操作方便。鑒于此，用氟硅酸鈉作原料來生產(chǎn)氟化鈉的開發(fā)研究有著廣闊的應(yīng)用前景。且理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，這說明，在理論指導(dǎo)下，按該方法分離氟化鈉和二氧化硅體系是切實(shí)可行的。且對母液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，可進(jìn)一步提高氟化鈉的收率，具有一定的推廣價(jià)值。并且已于桐柏安達(dá)化工有限公司達(dá)成年產(chǎn)1萬噸的生產(chǎn)合作意向，具有較強(qiáng)的社會應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 我國磷肥生產(chǎn)副產(chǎn)大量的氟硅酸，大部分是以氟硅酸鈉的形式回收，但氟硅酸鈉用途窄，售價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益差，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)廠家回收氟硅酸的積極性，同時(shí)也制約了磷肥行業(yè)的發(fā)展。這不但造成了氟、硅資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且很大程度上污染了環(huán)境。目前多采用兩步沉降法制備氟化鈉和白炭黑，即首先用氟硅酸鈉和碳酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，同時(shí)加入氫氧化鈉控制反應(yīng)液的pH值，生成氟化鈉沉淀和可溶性的硅酸鈉，沉淀過濾后，將母液進(jìn)行酸化處理，得二氧化硅（白炭黑）沉淀?；蛳扔梅杷崤c碳酸氫銨反應(yīng)生成NH4F溶液和SiO2沉淀,再用NH4F溶液與氯化鈉反應(yīng)得NaF晶體和NH4Cl溶液。然后將NaF晶體、SiO2沉淀和NH4Cl溶液進(jìn)行處理,分別制得氟化鈉產(chǎn)品和白炭黑、氯化銨副產(chǎn)品。這些制備方法，工藝路線較長，生產(chǎn)方法復(fù)雜，原料消耗偏高。本文根據(jù)沉淀物氟化鈉和二氧化硅密度和結(jié)晶特性的差異，在重力場中沉淀速度的不同，利用流體動力學(xué)原理，采用漂浮法分離和制備氟化鈉和白炭黑，對生成的沉淀混合物利用雙錐分離器，控制一定的液體流速，實(shí)現(xiàn)了二者很好的分離，改進(jìn)了工藝，降低了成本，產(chǎn)品質(zhì)量符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論指導(dǎo)。
獲獎情況
- 1李入林、劉建連等。漂浮法分離和制備氟化鈉合二氧化硅的實(shí)驗(yàn)研究，南陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（6）41-45 2.李入林、李津等。天然鹵水和氟硅酸鈉制備氟化鈉和白炭黑的實(shí)驗(yàn)研究。無機(jī)鹽工業(yè)2010年7月
鑒定結(jié)果
- 該項(xiàng)目通過對廢物的回收利用，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，更加保護(hù)了環(huán)境，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙贏，且原料來源廣，產(chǎn)品效益好，該項(xiàng)目前景非常良好。
參考文獻(xiàn)
- [1] 劉曉萍，李曉燕. 制備氟化鈉的新工藝. 南昌水專學(xué)報(bào)，2001，20（3）52-54. [2] 天津化工研究院.無機(jī)鹽工業(yè)手冊(上冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1995: 858-862. [3] 劉光啟，馬連湘，劉杰.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2002: 338-344. [4] 李入林，趙龍濤，石昌. 沉降法分離硫酸鈉—硼酸的研究[J].中國井礦鹽，2002（3）：18-20. [5] 薛河南，明大增，李志祥等.磷肥副產(chǎn)氟硅酸制白炭黑技術(shù)[J].無機(jī)鹽工業(yè), 2007, 39(5): 8-9. [6] 劉曉紅，王賀云，李建敏等.由氟硅酸、碳酸氫銨制備高分子比冰晶石[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2006, 38(2): 36-39. [7] 劉曉萍，劉曉紅.氟硅酸制氟化鈉和白炭黑[J].化學(xué)工業(yè)與工程，2005，22（2）：154-156. [8] 劉曉紅，盧芳儀，邱祖民等.用磷肥工業(yè)副產(chǎn)氟硅酸制氟化鈉和白炭黑[J].化工環(huán)保.2001.21（3）：182，183
同類課題研究水平概述
- 氟化鈉常用的幾種生產(chǎn)方法有熔浸法、中和法、氟硅酸鈉法、離子交換法。傳統(tǒng)的生產(chǎn)法存在氟化鈉和白炭黑共沉淀現(xiàn)象，增加了分離的難度，也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，目前國內(nèi)外多采用兩步沉降法制備氟化鈉和白炭黑，即首先用氟硅酸鈉和碳酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，同時(shí)加入氫氧化鈉控制反應(yīng)液的pH值，生成氟化鈉沉淀和可溶性的硅酸鈉，沉淀過濾后，將母液進(jìn)行酸化處理，得二氧化硅（白炭黑）沉淀?；蛳扔梅杷崤c碳酸氫銨反應(yīng)生成NH4F溶液和SiO2沉淀,再用NH4F溶液與氯化鈉反應(yīng)得NaF晶體和NH4Cl溶液。然后將NaF晶體、SiO2沉淀和NH4Cl溶液進(jìn)行處理,分別制得氟化鈉產(chǎn)品和白炭黑、氯化銨副產(chǎn)品。這些制備方法，工藝路線較長，生產(chǎn)方法復(fù)雜，原料消耗偏高，并且造成了氟、硅資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且很大程度上污染了環(huán)境。
![超聲-微波輔助超臨界二氧化碳萃取黃柏?fù)]發(fā)油工藝的研究](/media/pro_project/proimage/2011/7/26/cache/f1907a64-c18f-41cc-88e4-be70434e6d26_120_120.jpg)
