利用氟硅酸钠在水中的低溶解度特性氟硅酸与钠盐反应生成氟硅酸钠沉淀和相应的稀酸溶液沉淀氟硅酸钠经分离洗涤后烘干即为氟硅酸钠产品产生的稀酸溶液用石灰中和处理后排放。反应方程式如下 H2SiF6aq 2Na → Na2SiF6c↓ 2Haq 从理论上讲钠盐可选用氯化钠、硫酸钠、碳酸钠和磷酸钠等综合考虑成本和工艺的稳定性工业上采用前两种较多。
尤其是氯化钠法因盐液溶解度温度系数小产品质量稳定目前已相当成熟和普遍硫酸钠价格相对氯化钠较高而且盐液溶解度的温度系数大容易生成十水结晶盐而析出需要蒸汽加热和设备管道的保温否则易造成工艺堵塞而影响生产和质量。
生产工艺经过工程技术人员的研究探索和众多企业多年的生产摸索利用氟硅酸和钠盐反应生产氟硅酸钠的工艺、技术目前已经比较成熟。从操作方法上分生产工艺可以分为间歇法和连续法从加料方式上分生产工艺可以分为湿法和干法。
间歇法和连续法 间歇法工艺流程如图一所示以一定的配比将氟硅酸投入盐溶液中或盐溶液投入氟硅酸中反应生成氟硅酸钠控制投料速度和熟化时间得到结晶度适当的氟硅酸钠晶体然后离心分离、干燥得到氟硅酸钠产品。干燥尾气经布袋除尘器处理后达标排放。离心分离的稀酸送污水处理站用石灰中和、絮凝、沉降处理水达标排放。由于间歇法工艺具有操作灵活、流程短、设备少、投资省等优点相当部分厂家采用间歇法生产。
连续法工艺流程一定的比例将钠盐和氟硅酸同时投入连续合成槽中反应料浆经多级增稠洗涤后进入连续过滤机过滤氟硅酸钠湿品送入气流干燥器干燥得到氟硅酸钠产品。增稠、过滤的稀酸废水送到污水处理站处理后达标排放。连续法生产能力大、产品质量稳定、劳动强度低、操作环境好但对原料钠盐品质有一定要求污水产生量大设备投资高因此连续法工艺适于大规模生产装置。
湿法和干法 湿法投料——即传统的先化盐再投料工艺。钠盐经过溶盐盐水达饱和后再用于合成。湿法投料方式可以得到粒度较大的氟硅酸钠产品工艺操作操作平稳但污水量相对较大。 干法投料——即直接将钠盐投入合成槽减少了溶盐工序降低了水的使用量使装置的投资和排污量减少。但由于钠盐以固体形式投入造成局部钠离子浓度过高而大量析出细小的氟硅酸钠分离时易穿过滤布造成氟硅酸钠收率偏低排放污水中含氟量较高污水处理用石灰量增加。
目前生产工艺存在的问题 经过多年的生产实践氟硅酸钠的生产工艺得到了很大的改进但仍存在一些问题: 氟硅酸钠收率低 目前氟硅酸钠生产企业的氟硅酸钠收率仍然偏低。据有关厂家介绍氟硅酸钠的收率在85左右有些厂家氟硅酸钠的收率只有80。 氟硅酸钠颗粒度小 氟硅酸钠结晶颗粒度小造成洗涤用水量大分离后携带水量大造成烘干成本居高不下。 废水处理成本高 由于产生大量的废稀酸需要用石灰进行中和处理石灰用量大污泥产生量大。
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