专利名称：：一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法
技术领域：
：本发明涉及一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，特别涉及以磷肥副产物氟硅酸钠生产氟化钠联产水玻璃。
背景技术：
：氟化钠为无色发亮晶体或白色粉末，微溶于醇，溶于水，水溶液呈碱性，能腐蚀玻璃。与氢氟酸反应生成氟氢化钠。氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂，木材防腐剂、水处理剂、轻金属氟盐电解助熔剂。核工业中作UF3吸附剂，以及用作制造其它氟化合物的原料，在搪瓷、医药、造纸等方面也有应用。氟化钠的传统生产方法主要有中和法、熔浸法、离子交换法、氟硅酸钠法。氟化钠晶体与二氧化硅沉淀一般根据密、粒度以及沉降速率的不同，而采用沉降筛分分离，一般氟收率在88%以下。目前，中和法和氟硅酸钠法占主导地位，中和法通常是采用氢氟酸与纯碱或烧碱反应而制得，原料费用较高。
发明内容本发明的目的是克服氟化钠与二氧化硅分离困难的缺点，用氟硅酸钠法，将二氧化硅进行有效分离制取氟化钠联产水玻璃，氟化钠产品收率达95%，用氟硅酸钠生产氟化钠联产水玻璃，使氟化钠产品收率达92%的氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法。本发明所述的氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，是以磷肥副产物氟硅酸钠生产氟化钠联产水玻璃，其方法如下a.氟硅酸钠固体与3050%碳酸钠溶液强力搅拌反应，制得含氟化钠晶体、二氧化硅沉淀的溶液。b.将步骤a所得的溶液中加入理论用量(Na20/Si02)3550%摩尔比的氢氧化钠，氢氧化钠溶液浓度为4550%，溶解二氧化硅，形成硅酸钠溶液和氟化钠晶体。c.将步骤b所得的溶液进行离心过滤，洗涤固体氟化钠，干燥即得氟化钠成品，洗涤固体氟化钠后的洗液，用于制备碳酸钠溶液。d.将步骤c分离后的液体进行浓縮，分离析出的氟化钠，分离后的固体氟化钠返回a。e.将步骤d所得的硅酸钠液体浓縮析出氟化钠回收，硅酸钠溶液进一步加入硅胶或烧碱调整模数，制得符合国家相关标准的不同密度和模数的水玻璃，分离所得的氟化钠固体进一步回收利用。所述的氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，先使难溶于水的二氧化硅转化为溶于水的硅酸钠，采用液固分离的方法，将氟化钠晶体与硅酸钠溶液分离，一般可根据比重及粒度的不同，采用重力沉降分级分离，氟化钠晶体和硅酸钠溶液在同一个反应器内制得。步骤a所述的氟硅酸钠与碳酸钠的质量比为1:1.051.1。步骤d所得的氟化钠结晶颗粒粒径为14-100um。步骤d所得的氟化钠结晶颗粒平均粒径是30-50um。3本发明是将二氧化硅通过加碱使其变为易溶于水的硅酸钠盐，从而达到分离的目的，同时可生产不同模数的水玻璃。本发明步骤d所得的水玻璃产品模数可根据用户需要进行调整。本发明步骤c所得的洗液用于配制碳酸钠溶液。本发明所述的氟化钠与二氧化硅的分离方法，即以氟硅酸钠与碳酸钠溶液搅拌反应，制得含氟化钠晶体、二氧化硅沉淀的溶液。再加入烧碱溶解二氧化硅，使其形成易溶于水的硅酸钠溶液。过滤分离氟化钠晶体和硅酸钠溶液。从母液硅酸钠溶液中浓縮析出氟化钠，过滤回收氟化钠。通过调整烧碱加量，以制得不同模数的液体水玻璃。该方法操作控制简单，投资小，无污染物产生及排放，工艺流程形成闭路工艺，采用廉价的工业原料，降低了工业成本；采用简单的化学法，将硅胶转化为易溶于水的硅酸钠盐，便于分离，减少了过程损耗，提高了产率；同时采用闭路工艺，无污染物产生和排放从根本上大大提高了原料的利用率。本发明制备的产品氟化钠可达GB4293-84标准要求、液体水玻璃可达GB/T4209-2008工业液体硅酸钠标准要求。图l为本发明工艺流程图。具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不限于实施例。实施例1配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠482g，加工艺水1100g配制成30X溶液，升温至85t:，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.051.1进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应30分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量按摩尔比为理论量的35X称量固体NaOH58g，并配制成50%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应30分钟。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在12(TC烘箱进行干燥2小时，得到成品氟化钠494g、产品收率92%，产品采用标准分析结果完全达到GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0211.46%、Na204.83%、密度1.202、F1.73%，经加热浓縮1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率94%，平均粒径为20-35um。滤液水玻璃依据工业硅酸钠GB/T4209-2008标准分析规范分析，符合GB/T4209-2008工业液体硅酸钠标准要求。实施例2配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠482g，加工艺水1100g配制成30X溶液，升温至85t:，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.05进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应30分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量按摩尔比为理论量的35X称量固体NaOH58g，并配制成50%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应30分钟。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在12(TC烘箱进行干燥2小时，得到成品氟化钠494g、产品收率92%，产品采用标准分析结果完全达到4GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0211.46%、Na204.83%、密度1.202、F1.73%，经加热浓縮1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率94%，平均粒径为30-50um。滤液水玻璃依据工业硅酸钠GB/T4209-2008标准分析规范分析，符合GB/T4209-2008工业液体硅酸钠标准要求。实施例3配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠482g，加工艺水1417g配制成25X溶液，升温至85t:，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.051.1进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应30分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量为理论量的40%称量固体NaOH67g，并配制成50%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应30分钟。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在12(TC烘箱进行干燥，得到成品氟化钠483g、产品收率90%，产品采用标准分析结果完全达到GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0212.43%、Na205.21%、密度1.192、F1.94%，经加热浓縮总量的1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率93%。滤液水玻璃同实施例1。实施例4配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠482g，加工艺水1417g配制成25X溶液，升温至85t:，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.1进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应30分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量为理论量的40%称量固体NaOH67g，并配制成50%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应30分钟。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在12(TC烘箱进行干燥，得到成品氟化钠483g、产品收率90%，产品采用标准分析结果完全达到GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0212.43%、Na205.21%、密度1.192、F1.94%，经加热浓縮总量的1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率93%，粒径为40-60um。滤液水玻璃同实施例1。实施例5配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠476.lg，加工艺水1094.3g配制成30.3X溶液，升温至85。C，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.051.1进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应10分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量为理论量的50X称量固体NaOH85.lg，并配制成50%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应1小时。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在120°C烘箱进行干燥，得到成品氟化钠509.4g、产品收率95X，产品采用标准分析结果完全达到GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0212.78%、Na207.6%、Fl.23%，经加热浓縮总量的1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率97%。滤液水玻璃同实施例1。实施例6配备加热装置、搅拌装置、浓縮装置，称量固体碳酸钠476.lg，加工艺水1094.3g配制成30.3X溶液，升温至85。C，按Na2SiF6:Na2C03=1:1.08进行配料，缓慢加入固体氟硅酸钠400g，加料时间为30分钟，在93t:温度下继续反应10分钟。加入氢氧化钠溶液，NaOH加入量为理论量的50X称量固体NaOH85.lg，并配制成48%溶液，缓慢加入上述溶液中，继续反应1小时。过滤，并用热水600g洗涤氟化钠滤饼，得到湿滤饼在12(TC烘箱进行干燥，得到成品氟化钠509.4g、产品收率95%，产品采用标准分析结果完全达到GB4293-84标准一级品要求。滤液含Si0212.78%、Na207.6%、F1.23%，经加热浓縮总量的1/32/3趁热过滤，回收析出的固体氟化钠，氟化钠产品总收率97%，平均粒径为60-100um。滤液水玻璃同实施例1。氟化钠产品质量标准表一产品质量标准(GB4293-84)指标名称GB4293-84—级品GB4293-84一级品GB4293-84二级品<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>液体水玻璃质量标准表三GB/T4209-2008工业液体硅酸钠<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表四液体水玻璃分析结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，是以磷肥副产物氟硅酸钠生产氟化钠联产水玻璃，其特征在于，其方法如下a.氟硅酸钠固体与30～50％碳酸钠溶液强力搅拌反应，制得含氟化钠晶体、二氧化硅沉淀的溶液。b.将步骤a所得的中加入理论用量(Na2O/SiO2)35～50％摩尔比的氢氧化钠，溶解二氧化硅，形成硅酸钠溶液和氟化钠晶体，氢氧化钠溶液浓度为45～50％。c.将步骤b所得的溶液进行离心过滤，洗涤固体氟化钠，干燥即得氟化钠成品，洗涤固体氟化钠后的洗液，用于制备碳酸钠溶液。d.将步骤c分离后的液体进行浓缩，分离析出的氟化钠，分离后的固体氟化钠返回步骤a。e.将步骤d所得的硅酸钠液体浓缩制得密度及模数符合标准的液体水玻璃。2.根据权利要求l所述的一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其特征在于，步骤b将二氧化硅转化为硅酸钠，采用液固分离的方法，将氟化钠晶体与硅酸钠溶液分离，氟化钠晶体和硅酸钠溶液在同一个反应器内制得。3.根据权利要求l所述的一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其特征在于，步骤a所述的氟硅酸钠与碳酸钠的质量比为1:1.051.1。4.根据权利要求1所述的一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其特征在于，步骤d所得的氟化钠结晶颗粒粒径为14-100um。5.根据权利要求1或4所述的一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其特征在于，步骤d所得的氟化钠结晶颗粒平均粒径是30-50um。全文摘要一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法涉及一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，特别涉及以磷肥副产物氟硅酸钠生产氟化钠联产水玻璃，本发明的方法为a.氟硅酸钠固体与30～50％碳酸钠溶液强力搅拌反应，制得含氟化钠晶体、二氧化硅沉淀的溶液。b.将步骤a所得的中加入理论用量(Na2O/SiO2)35～50％摩尔比的氢氧化钠，溶解二氧化硅，形成硅酸钠溶液和氟化钠晶体，氢氧化钠溶液浓度为45～50％。c.将步骤b所得的溶液进行离心过滤，洗涤固体氟化钠，干燥即得氟化钠成品，洗涤固体氟化钠后的洗液，用于制备碳酸钠溶液。d.将步骤c分离后的液体进行浓缩，分离析出的氟化钠，分离后的固体氟化钠返回步骤a。e.将步骤d所得的硅酸钠液体浓缩制得密度及模数符合标准的液体水玻璃。本发明操作控制简单，投资小，产率高。文档编号C01D3/02GK101717097SQ20091009518公开日2010年6月2日申请日期2009年11月11日优先权日2009年11月11日发明者周秀梅,明大增,李志祥,杨斌,王煜,罗运宏,陈外六申请人:云南云天化国际化工股份有限公司