湿法磷酸萃取：生产尾气中氟硅的资源回收利用

磷矿经过硫酸分解后,得到湿法磷酸,同时副产磷石膏和氟硅酸。 磷石膏可以进一步加工为石膏材料,氟硅酸则可以加工为各种氟硅化工产品、氟化氢和氟化盐。 在湿法磷加工产业链中,磷石膏的资源化回收利用、氟硅资源的高价值回收利用、湿法磷酸生产的水减量及含磷废水的零排放技术的开发等问题,对湿法磷加工的可持续性发展起到至关重要的作用。 另外,该产业链还存在净化磷酸副产的萃余酸的高价值利用以及下游产品的合理规划和开发的问题、湿法磷酸的关键生产技术开发问题等。 总体来看,中国真正实现湿法磷酸加工全产业链开发的企业很少,目前还有很多问题需要解决。

在湿法磷酸生产过程中会产生大量含氟气体以及硅胶,在不可再生资源紧缺的今天,研究湿法磷酸生产中氟硅资源回收技术尤为重要。

我国磷矿石伴生氟主要以氟磷灰石的形式存在,磷矿石中氟的质量分数为3% ～4.5%。在湿法磷酸萃取生产过程中,这些氟化物几乎全部被释放出来并转化为其他存在形式。 研究发现,磷矿石中质量分数70% ～80%的氟进入稀磷酸中,质量分数15% ～20%的氟进入磷石膏中,质量分数3% ～17%的氟以气相形式进入氟吸收系统。 通常建立氟吸收系统对含氟尾气进行洗涤吸收。 因此,从环保和氟硅资源综合利用的角度考虑,必须对湿法磷酸生产尾气进行处理。 选用合适的洗涤吸收方法处理湿法磷酸生产尾气对磷化工生产具有重要意义。

湿法磷酸萃取生产反应方程式:

反应生成的HF 与磷矿石中的SiO2 反应生成H2SiF6:

H2SiF6 易进一步分解生成SiF4 和HF:

少量H2SiF6 与SiO2 反应生成SiF4:(www.xing528.com)

气相中的氟主要以SiF4 形式存在,用水洗涤吸收后生成H2SiF6 和硅胶沉淀:

若用氨水洗涤吸收后生成(NH4)2SiF6 和硅胶沉淀:

(NH4)2SiF6 易溶于水,与过量的NH3 作用时可发生分解反应:

该反应为可逆反应,选择相应的条件,便能使之向任一方向进行到底。

湿法磷酸萃取尾气中氟硅资源回收利用工艺流程如图5.6 所示。