无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺及系统的制作方法

本发明涉及化工，特别涉及无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺及系统。

背景技术：

1、专利号为201010232877.5的专利中，“将氢氧化钠溶液与氢氧化铝反应，得到铝酸钠；待反应完全后，加入含氟废水进行反应，得到冰晶石料浆；”该工艺中，制备冰晶石得到废水一部分回用至流化床尾气吸收，一部分直接排入废水处理，回用的这部分废水，由于制备冰晶石时已经加入了氢氧化钠，不可避免产生氟化钠，则会导致氟化钠回用至喷淋系统，而氟化钠本质为粘度很高的物质，且在弱氢氟酸中溶解度很低，回用后很容易造成管道结晶堵塞的问题。该工艺先将氢氧化铝、氢氧化钠反应制备铝酸钠，再将铝酸钠与尾气吸收得到的氢氟酸溶液反应得到氟铝酸钠，结晶析出得到冰晶石。

2、专利号为cn01123585.3的文件公开了一种以含氟废水生产冰晶石之方法，其内容是将氢氧化铝、氢氧化钠与含氟废水同时反应得到氟铝酸钠，结晶烘干即得到冰晶石；该工艺在于氟离子与铝离子及钠离子同时作用得到冰晶石析出。

3、上述两种工艺与现有技术中如图2的原理较为相似，该两种工艺由于氢氧化铝、氢氧化钠的同时加入或提前反应，只能制备冰晶石，而不能用于制备氟化铝，且该制备冰晶石的过程产生的母液废水，因含有氟化钠回用至尾气吸收过程，会造成该系统管道设备结晶堵塞，影响生产连续性。该专利目的在于制备冰晶石，废水中的氟化氢未能转化为价值更高的氟化铝；第三，该两种工艺制备只能用于制备冰晶石，且产生的废水中因含有氟化钠，回用至喷淋系统会因氟化钠结晶而造成系统堵塞，影响生产连续性。

4、专利号为202010469576.8提出一种利用尾气吸收的低浓度含氟废水制备氟化铝的方法，该方法虽然可以将废水中的氟化氢转化为氟化铝，该制备氟化铝的过程原理仍然是湿法制备原料，产生的废水母液量巨大，且其中含有的h3alf6较多，铝含量很高，而该文件并未给出该废水母液如何处置的技术启示，且该专利中还存在随着流化床尾气量的持续产生，导致的涨水问题也未给出解决方案；该专利只能单一制备氟化铝，而不能联产冰晶石。

技术实现思路

1、有必要提出一种无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺及系统。

2、一种无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺，包括以下步骤：

3、s1：流化床排出气相混合物；

4、s2：采用液相吸收气相混合物，形成氢氟酸溶液

5、s3：所述氢氟酸溶液与氢氧化铝第一合成反应，生成氟化铝水合物料浆，将氟化铝水合物料浆进行固液分离，氟化铝水合物经过烘干得到氟化铝，母液回用至流化后尾气吸收的液相；

6、s4：检测所述氢氟酸溶液液位，当液位高于设定值，出现涨水，切换喷淋后氢氟酸溶液至第二合成与氢氧化钠反应，获得冰晶石。

7、一种无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石工艺制备用系统，包括喷淋系统、第一合成装置、第二合成装置，所述喷淋系统的上部与流化床反应的尾气排出管道连接，喷淋系统的文丘里上部与第一合成装置的母液排出管道连接，已将母液回用至喷淋系统，喷淋系统的底部液相出口连接第一合成装置的液相入口，已将氢氟酸溶液加入至第一合成装置，第一合成装置还设置氢氧化铝加入口；所述第二合成装置的液相入口与喷淋系统底部的液相出口连接，已将氢氟酸溶液加入至第二合成装置，第二合成装置还设置氢氧化钠加入口。

8、本发明中，先利用氢氧化铝与氢氟酸中的氟化氢反应，优先将氟元素转化为价值较高的氟化铝，并将过程中产生的废水回用至喷淋系统再次、多次吸收尾气中的氟化氢，转化为氟化铝浆料(alf3·3h2o)，烘干后即得到氟化铝。随着流化床尾气、水蒸气的不断产生，会产生涨水，即含有h3alf6的废水因不断回用至喷淋系统吸收流化床尾气中的水蒸气、氟化氢而导致系统水量不断增加，直至超过系统循环水量最大限值，导致涨水，所以又将涨水的这部分废水携带的h3alf6与氢氧化钠反应，制备冰晶石，且为了将氟充分吸收利用，将氢氧化钠设置为过量，如此，制备冰晶石后得到的废水中因冰晶石溶解度极低，废水中不含有冰晶石，且因过量的氢氧化钠将h3alf6转化为冰晶石，废水中也不含有氟元素，这样得到的废水成分纯净，尤其氟含量很低，甚至不含有氟，后续废水处理可按照一般废水来处理。本方案中，只有在制备冰晶石时才加入氢氧化钠，该引入钠元素的废水不会回用，是为了避免氟化钠引入流化床喷淋系统，造成系统堵塞；并且回用废水的时机是在制备氟化铝软膏的阶段，该时机未加入氢氧化钠，所以废水回用不会引入氟化钠。

9、上述废水回用的时机，因h3alf6在氢氟酸废水中溶解度很高，无法避免氢氟酸废水中携带h3alf6，实验检测得到该废水中铝含量高达3～8g/l，因金属含量高而无法直接排入废水处理，所以回用至喷淋系统，将氢氟酸废水及其中的h3alf6优先转化为氟化铝。过量的含有h3alf6的氢氟酸废水，可以继续转化生产冰晶石，之后再将母液废水排出，在制备氟化铝的阶段不会排出母液废水。

10、本发明方案首先在于能够制备高品质氟化铝，氟化铝的市场价格为冰晶石的2-3倍，所以本发明优先制备氟化铝，在涨水无法循环内耗时，再去制备高纯冰晶石。本发明工艺制备的氟化铝品质优良，杂质含量低，与无水流化工艺直接制备的氟化铝水平相当。制备的冰晶石，纯度较高，与直接制备的冰晶石品质相当。

技术特征：

1.一种无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺，其特征在于所述s4步骤中，naoh是过量的。

3.如权利要求1所述的无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺，其特征在于所述s3步骤中，在母液回用前，先对母液进行固液分离，避免悬浊的氟化铝回用至管道内，造成堵塞。

4.如权利要求3所述的无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺，其特征在于所述s3步骤中，分离得到氟化铝固相进入烘干脱水，得到氟化铝。

5.一种如权利要求1-4所述的无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石工艺制备用系统，其特征在于包括喷淋系统、第一合成装置、第二合成装置，所述喷淋系统的上部与流化床反应的尾气排出管道连接，同时与第一合成装置的母液排出管道连接，已将母液回用至尾气吸收系统，喷淋系统的底部液相出口连接第一合成装置的液相入口，已将氢氟酸溶液加入至第一合成装置，第一合成装置还设置氢氧化铝加入口；所述第二合成装置的液相入口与喷淋系统底部的液相出口连接，已将氢氟酸溶液加入至第二合成装置，第二合成装置还设置氢氧化钠加入口。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：还包括水位检测装置，所述水位检测装置设置于第一合成装置的液相入口与第二合成装置的液相入口之间，且在第一合成装置的液相入口与水位检测装置之间设置第一控制阀，在第二合成装置的液相入口与水位检测装置之间设置第二控制阀。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于：所述第一合成装置包括合成反应器、干燥器，干燥器与合成反应器底部出口连接。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述第一合成装置还包括固液分离器，固液分离器的入口连接合成反应器的出口，出口包括固相出口和液相出口，固相出口连接干燥器，液相出口连接喷淋系统的液相入口。

技术总结
本发明提成一种无水氟化铝尾气制湿法氟化铝联产冰晶石的工艺及系统，包括以下步骤：S1：流化床排出气相混合物；S2：采用液相吸收气相混合物，形成氢氟酸溶液；S3：所述氢氟酸溶液与氢氧化铝第一合成反应，生成氟化铝水合物浆料，将氟化铝水合物浆料进行固液分离，氟化铝水合物经过烘干得到氟化铝，母液回用至流化后尾气吸收的液相；S4：检测所述氢氟酸溶液液位，当液位高于设定值，出现涨水，切换喷淋后氢氟酸溶液至第二合成与氢氧化钠反应，获得冰晶石；本发明工艺在于优先将尾气废水制备高价值氟化铝，同时兼顾涨水的问题，联产高品质冰晶石。

技术研发人员：黄维凤,谢永军,刘正锋,魏学,裴耀祖,赵兴国,冯喜玲,安浩俊,高菊兰,冯艳
受保护的技术使用者：宁夏盈氟金和科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19