体84.0公斤，将制备的氟化铝固体84.0公斤直接与含硅10%的氧化铝450.0公斤混合后，在第二反应器中加热到1000°C反应，反应生成的四氟化硅气体从固体中逸出，同时收集得到507.0公斤脱硅氧化铝——Si%〈0.5%。逸出的四氟化硅在第三反应器中在800°C温度下水解成二氧化硅60.0公斤一一纯度>98%、氟化氢气体。将水解产生的氟化氢气体直接导入第一反应器中与氧化铝102.0公斤在600°C反应15小时，重新得到氟化铝84.0公斤，氟化铝参与制备循环。
[0052]上述反应的方程式如下:
[0053]A1203+6HF (气体)---------2A1 F3+3H20，(式 1);
[0054]2A1F3+A1203.mSi02+nSi02+3H20---------2A1203+ (m+n) Si02+6H F，式(2)。
[0055]实施例2:
[0056]将含氧化招100公斤的含娃矿物与氟化氢气体在第一反应器中高温500°C反应12小时制成氟化铝固体100.5公斤，将制备的氟化铝固体直接与含硅氧化铝混合后，在第二反应器中加热到900°C反应，反应生成的四氟化硅气体从固体中逸出，同时收集得到95公斤脱硅氧化铝一一Si%〈1%。逸出的四氟化硅在第三反应器中在900°C温度下水解成二氧化娃--纯度>98%、氟化氢气体。将水解产生的氟化氢气体直接导入反应器中与氧化铝
100公斤在500°C反应12小时，重新得到氟化铝100.5公斤，氟化铝参与制备循环。
[0057]上述反应的方程式如下:
[0058]A1203.xSi02+6HF (气体)--------2A1 F3+xSi02+3H20，(式 1);
[0059]2A1 F3+A1203.mSi02+nSi02+xSi02+3H20---------2A1203+ (m+n+x) Si02+6H F，式
(2)。
[0060]实施例3:
[0061]将含氧化铝100公斤的粉煤灰与氟化氢气体在第一反应器中高温400°C反应9小时制成氟化铝固体100.5公斤，将制备的氟化铝固体直接与粉煤灰混合后，在第二反应器中加热到1000°C反应，反应生成的四氟化硅气体从固体中逸出，同时收集得到95公斤脱硅氧化铝一一Si%〈0.3%。逸出的四氟化硅在第三反应器中在1000°C温度下水解成二氧化娃--纯度>99%、氟化氢气体。将水解产生的氟化氢气体直接导入反应器中与氧化铝100
公斤在400°C反应9小时，重新得到氟化铝100.5公斤，氟化铝参与制备循环。
[0062]上述反应的方程式如下:
[0063]粉煤灰+6HF(气体)---------2A1 F3+xSi02+3H20，(式 1);
[0064]2A1 F3+A1203.mSi02+nSi02+xSi02+3H20---------2A1203+ (m+n+x) Si02+6H F，式
(2)。
[0065]实施例4:
[0066]将含氧化铝100公斤的铁矿石与氟化氢气体在第一反应器中高温400°C反应9小时制成氟化铝固体100.5公斤，将制备的氟化铝固体直接与含硅氧化铝混合后，在第二反应器中加热到1000°C反应，反应生成的四氟化硅气体从固体中逸出，同时收集得到95公斤脱硅氧化铝一一Si%〈0.9%。将逸出的四氟化硅继续在第二应器中在800°C温度下水解成二氧化硅一一纯度>98%、氟化氢气体。水解产生的氟化氢气体直接与第二反应器中产生的脱硅氧化铝100公斤在400°C反应9小时，重新得到氟化铝100.5公斤，氟化铝参与制备循环。
[0067]上述反应的方程式如下:
[0068]A1203.xSi02+6HF (气体)--------2A1 F3+xSi02+3H20，(式 1);
[0069]2A1 F3+A1203.mSi02+nSi02+xSi02+3H20---------2A1203+ (m+n+x) Si02+6H F，式
(2)。
[0070]实施例5:
[0071]将含氧化铝100公斤的错英砂与氟化氢气体在第一反应器中高温600°C反应15小时制成氟化铝固体100.5公斤，将制备的氟化铝固体直接与含硅氧化铝混合后，在第一反应器中继续加热到1000°C反应，反应生成的四氟化硅气体从固体中逸出，同时收集得到95公斤脱硅氧化铝一一Si%〈0.6%。将逸出的四氟化硅继续在第一应器中在800°C温度下水解成二氧化硅一一纯度>98%、氟化氢气体。水解产生的氟化氢气体直接与第一反应器中产生的脱硅氧化铝100公斤在600°C反应15小时，重新得到氟化铝100.5公斤，氟化铝参与制备循环。
[0072]上述反应的方程式如下:
[0073]A1203.xSi02+6HF (气体)-------2A1 F3+xSi02+3H20，(式 1);
[0074]2A1 F3+A1203.mSi02+nSi02+xSi02+3H20---------2A1203+ (m+n+x) Si02+6H F，式
(2)。
[0075]由上述5个实施例可以看出，通过本发明提供的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法和物理脱硅法以及拜耳法相比，其效果显著:其中的原料能够被循环利用，节省成本，工艺简单易操作，无副产物，对环境无影响。特别是得到的氧化硅的纯度和产率均较高。
[0076]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:(1)将含硅矿物中金属氧化物与含卤素物质反应完全制成该金属的卤化物；(2)将得到的所述金属的卤化物与含硅矿物在高温下反应得到高温态的卤化硅气体和脱娃后的矿物；(3)将生成的高温态卤化硅气体收集并水解完全生成二氧化硅和含卤素物质；(4)将得到的所述含卤素物质经加工处理再与步骤(1)中所述的含硅矿物中金属氧化物反应生成该金属的卤化物，参与脱硅循环反应。2.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含硅矿物为含硅金属氧化物；其中，含硅金属氧化物包括:含有游离态或化合态二氧化硅的矿物、固体化学品、矿物、废料、自然资源中的一种或多种；优选地，固体化学品为硅胶、石英砂等；矿物为铝矾土、煤矸石、铁矿石、锆英砂类；废料为建筑废料、水泥废料等；自然资源包含硅矿物及非矿物；最优选的，所述含硅矿物为含有游离态或化合态的二氧化硅的矿物；更优选的，将得到的所述金属的卤化物马上与含硅矿物在高温下反应得到高温态的卤化硅气体和脱硅后的矿物。3.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含硅矿物为:铝矾土、煤矸石、铁矿石、锆英砂；所述含卤素物质包括:卤素单质，卤化物、含有卤化物的物质、或者能够产生卤化物的物质。4.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含硅矿物包括:含硅金属氧化物或者非金属氧化物；其中硅的存在形态包括二氧化硅、含有二氧化硅的混合物、二氧化硅与其它物质的复合物、含游离态或化合态二氧化硅的矿物和废料、或其它能够转化形成二氧化硅的物质。5.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含硅矿物与所述含卤素物质反应的温度为200-600°C，反应时间为2-16小时；优选地，所述反应的温度为300-400°C，反应时间为9小时。6.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属卤化物加入量为使含硅矿物中硅完全反应化学计量的1-1.5倍。7.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温下反应的温度为600-1500°C。8.根据权利要求7所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温下反应的温度为800-1300°C。9.根据权利要求8所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温下反应的温度为900-1000°C。10.根据权利要求1所述的对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述水解的温度为800-1300°C。
【专利摘要】本发明涉及脱硅领域，具体涉及对含硅矿物气相脱硅并循环利用含卤素物质的方法包括如下步骤：将含硅矿物中金属氧化物与含卤素物质反应完全制成该金属的卤化物；将得到的所述金属卤化物与含硅矿物在高温下反应得到高温态的卤化硅气体和脱硅后的矿物；将生成的高温态卤化硅气体收集并水解完全生成二氧化硅和含卤素物质；将得到的所述含卤素物质经加工处理再与步骤(1)中的含硅矿物中金属氧化物反应生成该金属的卤化物，参与脱硅循环反应。由于二氧化硅是将收集到的卤化硅气体水解生成，得到的二氧化硅纯度高并且该工艺脱硅彻底，卤化物被循环利用基本没有消耗，并且过程简单没有副产物和损耗成本低应用前景广阔。
【IPC分类】C01B33/12
【公开号】CN105399102
【申请号】CN201510357228
【发明人】李丹阳, 龚亚云, 章林
【申请人】贵州万方铝化科技开发有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年9月10日
【公告号】CN104192852A