一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法与流程

本发明涉及无机氟化工，具体为一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法。

背景技术：

1、氟化钠是一种重要的氟化盐，是制造其他氟化物原料，用作于农业杀虫剂、有杀菌作用，作为木材防腐剂、水处理剂、陶瓷颜料、沸腾钢的制造、轻金属氟盐处理剂、冶炼精炼及作保护层、核工业中用作uf3吸附剂，在密封材料，刹车片生产中起增加耐磨度，机械片刨刀镶钢增加焊接强度，搪瓷医药工业及造纸生产和建筑材料等方面，涂装工业中作磷化促进剂，使磷化液稳定，磷化细化，改良磷化膜性能。

2、目前，市场上多采用含氟二氧化硅联产制备氟化钠，由于其物料特性，导致联产的氟化钠成品中含有大量硅酸钠、二氧化硅杂质，氟化钠纯度较低，而高纯度的氟化钠有利于其工业化应用，如何提高氟化钠的纯度成为了氟化钠工业的重点问题。

3、为提高氟化钠的纯度，现有技术中就公开了多种纯化方法。比如下列三个专利文件中就公开了三种不同的方法，1、中国专利cn201810522684.x中公开了一种氟化钠与二氧化硅提纯工艺，具体公开了氟化钠中二氧化硅杂质通过加入氢氧化钠提纯，二氧化硅中的氟化钠杂质通过加入稍过量的草酸铁除去，此外该方法虽然一定程度内能够对二氧化硅去除，但是无法去除硅酸钠。2、中国专利cn201010535010.7中公开了一种氟化钠的制备方法，通过以氯化钾或碳酸钾为中间反应媒介，使氟化钠与二氧化硅的生成分别处于不同的阶段，从而解决了氟化钠和二氧化硅分离难的问题，但是该方法反应过程复杂，加入的钾盐成本高，而且会随着母液的循环不断富集，影响回收率。3、中国专利cn200910095181.x提供了一种氟化钠晶体与二氧化硅的分离方法，其也公开了纯碱与氟硅酸在水相中反应、制备氟化钠的过程，但是该过程需要严格控制实验条件，才能得到平均粒径30-50um的氟化钠晶体，还需要大量的烧碱来除掉二氧化硅，工艺条件苛刻，生产成本高，该过程若采用本发明中的原料，不易得到粗大的氟化钠晶体，难以实现氟化钠与二氧化硅的分离。

4、上述的三个专利文件所公开的技术方案均有各种问题，这些问题均制约了氟化钠工业的发展，因此，有必要建立一种提高含氟二氧化硅联产制备的氟化钠的纯度的方法，旨在除去含氟二氧化硅联产制备的氟化钠成品中硅酸钠、二氧化硅等杂质，以最低的成本获得更高纯度的氟化钠。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，用以解决上述提到的现有技术中对氟化钠的纯化工艺方法中，存在无法去除硅酸钠、钾盐在母液的循环不断富集，影响收率、工艺条件苛刻，生产成本高等不同缺陷，导致氟化钠纯度不高的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，包括以下步骤：

3、步骤一、水浸：在联产氟化钠中按固液质量比1：1～3加入工艺水形成混合物，并对加水后的混合物加热升温到75～95℃，搅拌50～70min后将混合物进行过滤得到粗品氟化钠；

4、步骤二、氢氟酸处理：向步骤一中经过处理后的粗品氟化钠按固液质量比1：1～3加入质量分数为10％～15％氢氟酸，搅拌并反应5～15min；

5、步骤三、过滤：将步骤二中经过氢氟酸处理的氟化钠进行压滤，并按固液质量比1：1～3添加洗涤水进行洗涤；

6、步骤四、碱反应：按照固液质量比1：1～3向压滤后的氟化钠滤饼中加入质量分数为8％～10％的naoh溶液，再将其升温到75～95℃，升温结束后，恒温反应20～40min；

7、步骤五、干燥：反应结束后将氟化钠进行过滤形成精品氟化钠滤饼，将精品氟化钠滤饼在120～170℃的环境下干燥20～40min，得到精品氟化钠。

8、本实施方案的有益效果在于：

9、1、本申请的技术方案对含氟二氧化硅联产的氟化钠进行成分分析，其分析方法为x射线荧光光谱分析(xrf)，其实验数据具体如下，

10、

11、根据实验

12、数据，在含氟二氧化硅联产的氟化钠中的主要杂质为sio2与na2o·(sio2)x，进一步分析发现na2o·(sio2)x的模数在2-2.5的范围内，由于模数高，导致na2o·(sio2)x并不能溶于水中，因此不能通过直接溶水将naf与na2o·(sio2)x进行分离，针对这一特性，在本申请的技术方案中，首先使用hf溶液将na2o·(sio2)x反应生产naf与sio2,再利用naoh与sio2反应生成低模数的na2sio3,na2sio3由于模数低，可以溶于水中，因此只需将含有na2sio3的naf与水混合，再进行清洗、过滤，就可得到纯度高的精品氟化钠。

13、2、本申请技术方案在步骤一中使用工艺水对粗品氟化钠进行清洗，使得粗品氟化钠中部分模数低的na2sio3溶解，通过过滤去除，减少后期化学品(如：氢氟酸)的消耗。

14、3、本申请技术方案利用氢氟酸将模数高的硅酸钠转换为二氧化硅，由于原料氟化钠中，本来就有二氧化硅，因此不会引入新的杂质，使得工艺简洁，生成的精品氟化钠纯度高；且氢氟酸与高模数硅酸钠反应时，除了生成二氧化硅外，还会生成氟化钠，进一步提高纯精品氟化钠的产量。

15、4、在步骤二中，利用的氢氟酸质量分数控制为10％～15％，其好处在于，刚开始时，粗品氟化钠中含有二氧化硅与高模数的硅酸钠杂质，氢氟酸可以与硅酸钠反应，也可以与二氧化硅反应，为了使得氢氟酸不予二氧化硅反应，其利用各反应物在不同温度、浓度下的反应活性，控制其浓度，使得氢氟酸只与硅酸钠反应生成二氧化硅与氟化钠。

16、5、步骤五中对碱液氢氧化钠反应时控制温度75～95℃为最佳的范围，质量分数控制在8％～10％是通过控制变量法对不同质量分数进行对比的最佳范围。

17、进一步，步骤一、水浸：在联产氟化钠中按固液质量比1：2加入工艺水形，并加热升温到85℃，搅拌60min后将粗品氟化钠的湿料进行过滤；步骤二、氢氟酸处理：向步骤一中经过工艺水处理后的氟化钠中按固液质量比1：2加入质量分数为13％氢氟酸，搅拌并反应10min；步骤三、过滤：将步骤二中经过氢氟酸处理的氟化钠进行压滤，并按固液质量比1：2添加洗涤水进行洗涤；步骤四、碱反应：按照固液质量比1：2向压滤后的氟化钠滤饼中加入质量分数为8％～10％的naoh溶液，再对其升温到85℃，升温结束后，进行反应30min；步骤五、干燥：反应结束后将氟化钠进行过滤形成精品氟化钠滤饼，将精品氟化钠滤饼在150℃的环境下进行干燥30min后，得到精品氟化钠。本次优化的的准确数据是通过多次原理分析与实验论证，工艺实际操作后调整的最佳数据。

18、进一步，所述步骤四中naoh溶液浓度为10％。

19、进一步，所述洗涤分为多段式洗涤。

20、进一步，所述的干燥为鼓风干燥。

21、进一步，所述氟化钠为含氟二氧化硅联产制备的氟化钠。

技术特征：

1.一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于：具体操作步骤如下：

3.根据权利要求1或2所述的含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于：所述步骤四中的碱溶液为naoh溶液。

4.根据权利要求1或2所述的含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于：所述洗涤分为多段式洗涤。

5.根据权利要求1或2所述的含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于：所述的干燥为鼓风干燥。

6.根据权利要求1或2所述的含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法，其特征在于：所述氟化钠为含氟二氧化硅联产制备的氟化钠。

技术总结
本申请涉及无机氟化工技术领域，具体公开了一种含氟二氧化硅联产氟化钠的纯化方法。其方法包括了水浸、氢氟酸处理、过滤、碱反应、干燥等五个步骤，利用氢氟酸将高模数不溶于水的硅酸钠反应生成二氧化硅，在利用碱溶液将二氧化硅反应生成低模数、可溶的硅酸钠，在不引入其他杂质的基础下解决了现有技术中对氟化钠的纯化工艺方法中存在无法去除硅酸钠、随着母液的循环不断富集，影响收率、工艺条件苛刻，生产成本高等不同缺陷，导致氟化钠纯度不高的技术问题。

技术研发人员：夏飞龙,彭方义,冷海兵
受保护的技术使用者：贵州瓮福蓝天氟化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15