一種氟硅酸鹽廢渣的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣的處理和利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種氟硅酸鹽廢渣的處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 廣東航鑫科技股份公司自主研發(fā)了一種高錳酸鈉生產(chǎn)新技術(shù)，已獲國家發(fā)明專利 (專利號201010231951. 1)。該技術(shù)是以高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料，采用免氯化一步法 制備高錳酸鈉產(chǎn)品，工藝流程簡單實用，全過程無有毒有害廢氣、廢水排放，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良， 氯化物含量低。與其他生產(chǎn)高錳酸鈉的技術(shù)比，它高效、安全、環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。盡管以 高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料生產(chǎn)高錳酸鈉的方法有上述的很多優(yōu)點(diǎn)，但它也還存在一些問 題：生產(chǎn)中將產(chǎn)生大量廢渣，目前該企業(yè)是將廢渣運(yùn)至堆渣場，進(jìn)行封存處理來達(dá)到環(huán)保要 求的。按目前的處理方式，不僅要耗費(fèi)較大量的人力、土地資源、增加產(chǎn)品的成本，而且還是 極大的資源浪費(fèi)。分析表明，該廢渣的主要成分是K 2SiF6，另含有少量KMn04、NaMn04、Mn0 2、 似251?6、111^1?6、510 2、似？等。氟硅酸鹽含量高達(dá)85%?95%，若能將其廢渣回收綜合利 用，既可減少廢渣堆放所需的場地、費(fèi)用，減少對環(huán)境的污染，也可變廢為寶，進(jìn)行資源的有 效利用，給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展拓展空間。
[0003] 因該廢渣是一種新型廢渣，經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，目前尚無人涉及其處理及綜合利用，在嘗 試處理該廢渣的過程中發(fā)現(xiàn)錳離子難于除去，容易混合在氟化鉀和氟化鈉中，此外，廢渣的 水溶液體系中加入氫氧化鈉后容易出現(xiàn)氟化鈉過早析出的問題，同時氟硅酸根難于完全反 應(yīng)，或者與過量的氫氧化鈉容易反應(yīng)后生成硅酸鹽絮凝膠，阻礙反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行或者降低 反應(yīng)進(jìn)行程度，同時也會使沉淀分離困難、產(chǎn)品結(jié)團(tuán)、結(jié)晶物雜質(zhì)含量多等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種針對以高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料生產(chǎn)高錳酸鈉產(chǎn)生 的廢渣的處理和利用的方法。
[0005] 以高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料生產(chǎn)高錳酸鈉產(chǎn)生的廢渣主要成分是K2SiF 6，以 無水干渣計K2SiF6含量為48?65w% ;另含20?47w%的Na 2SiF6;還含有少量的KMnO 4、 NaMn04、Mn02、MnSiF6、Si0 2、NaF、KF等多種雜質(zhì)。在以高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料生產(chǎn)高錳 酸鈉工藝中，產(chǎn)生的廢渣往往含水量大于l〇w%，在堆場堆放一段時間后水分會逐漸蒸發(fā)， 含水量會降低。w%指質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種氟硅酸鹽廢渣的處理方法包括以下步驟：
[0007] 一種氟硅酸鹽廢渣的處理方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :確定廢渣中氟硅酸根的總含量，以此確定與氟硅酸根反應(yīng)所需的氫氧化 鈉用量；
[0009] 步驟2 :將廢渣與水以質(zhì)量比為1:30?1:40混合升溫后，加入氫氧化鈉溶液攪 拌，反應(yīng)；
[0010] 步驟3 :除去經(jīng)步驟2反應(yīng)得到的溶液中的錳離子和高錳酸根離子；
[0011] 步驟4 :將步驟3得到的溶液進(jìn)行第一次過濾，第一次過濾得到第一濾液和濾渣；
[0012] 步驟5 :將第一濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第二次過濾，得到氟化鈉固體和第二濾 液；
[0013] 步驟6 :將第二濾液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第三次過濾，得到粗產(chǎn)品氟化鉀固體 和第三濾液。
[0014] 步驟7 :粗產(chǎn)品氟化鉀固體經(jīng)重結(jié)晶后，得到產(chǎn)品氟化鉀和第四濾液。
[0015] 在步驟2中，產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)如下：
[0016] K2SiF6+4NaOH = 4NaF+2KF+Si02+2H20
[0017] Na2SiF6+4NaOH = 6NaF+Si02+2H20
[0018] MnSiF6+4NaOH = 4NaF+MnF2+Si02+2H20
[0019] 在上述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法中，所述的步驟1中，氫氧化鈉用量為與氟硅 酸根反應(yīng)理論所需氫氧化鈉的量的0. 90?1. 09倍，優(yōu)選為1. 03?1. 09倍。氫氧化鈉溶 液的濃度優(yōu)選為3?5mol/L，其中，理論所需氫氧化鈉的量即，根據(jù)氫氧化鈉和氟硅酸根的 摩爾比為4:1確定的理論用量。
[0020] 在上述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法中，所述的步驟2中，反應(yīng)溫度為80°C? 100 °C〇
[0021] 在上述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法中，所述的步驟2中，充分反應(yīng)后溶液pH為 7 ?10〇
[0022] 在上述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法中，所述的步驟3中，當(dāng)溶液中存在錳離子的 情況下，加入過量的高錳酸鉀或高錳酸鈉反應(yīng)，然后加入草酸溶液除去過量的高錳酸根離 子。
[0023] 在此過程中，產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)如下：
[0024] 3MnF2+2KMn04+4Na0H = 5Mn02+2KF+4NaF+2H20
[0025] 3MnF2+2NaMn04+4Na0H = 5Mn02+6NaF+2H20
[0026] 3H2C204+2KMn0 4+6Na0H = 2Mn02+2C02+K2C03+3Na 2C03+6H20
[0027] 3H2C204+2NaMn0 4+6Na0H = 2Mn02+2C02+4Na2C03+6H 20
【主權(quán)項】
1. 一種氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :確定廢渣中氟硅酸根的總含量，以此確定與氟硅酸根反應(yīng)所需的氫氧化鈉用 量； 步驟2 :將廢渣與水以質(zhì)量比為1:30?1:40混合升溫后，加入氫氧化鈉溶液攪拌，反 應(yīng)； 步驟3 :除去經(jīng)步驟2反應(yīng)得到的溶液中的錳離子和高錳酸根離子； 步驟4 :將步驟3得到的溶液進(jìn)行第一次過濾，第一次過濾得到第一濾液和濾渣； 步驟5 :將第一濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第二次過濾，得到氟化鈉固體和第二濾液； 步驟6 :將第二濾液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第三次過濾，得到粗產(chǎn)品氟化鉀固體和第 三濾液； 步驟7 :粗產(chǎn)品氟化鉀固體經(jīng)重結(jié)晶后，得到產(chǎn)品氟化鉀和第四濾液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟1中，氫 氧化鈉用量為與氟硅酸根反應(yīng)理論所需氫氧化鈉的量的0. 90?1. 09倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟2中，反 應(yīng)溫度為80 °C?100°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟2中，充 分反應(yīng)后溶液pH為7?10。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟3中，當(dāng) 溶液中存在錳離子的情況下，加入過量的高錳酸鉀或高錳酸鈉反應(yīng)，然后加入草酸溶液除 去過量的高錳酸根離子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟3中，當(dāng) 溶液中存在高錳酸根離子情況下，加入草酸溶液除去過量的高錳酸根離子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的第一次過濾 為熱過濾，所述的熱過濾的溫度為90°C?100°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟5的濃縮 操作中，濃縮后的溶液質(zhì)量為濃縮前溶液質(zhì)量的1/20?1/30。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟5的結(jié)晶 操作中，結(jié)晶溫度為室溫。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟5中，還 包括：氟化鈉固體采用飽和的氟化鈉洗滌。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟6還包 括：在第三次過濾后，將過濾所得到的固體用水或飽和的氟化鉀溶液洗滌、干燥，得到粗產(chǎn) 品氟化鉀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟6的濃 縮操作中，濃縮后的溶液質(zhì)量為濃縮前溶液質(zhì)量的1/10?1/15。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，所述的步驟6的結(jié) 晶操作中，結(jié)晶溫度大于45°C。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸鹽廢渣的處理方法，其特征在于，還包括步驟8 :將第 三濾液和/或第四濾液加入到第一濾液中加以回收利用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氟硅酸鹽廢渣的處理方法，包括以下步驟：確定廢渣中氟硅酸根的總含量，以此確定與氟硅酸根反應(yīng)所需的氫氧化鈉用量；將廢渣與水以質(zhì)量比為1:30～1:40混合升溫后，加入氫氧化鈉溶液攪拌，反應(yīng)；除去經(jīng)步驟2反應(yīng)得到的溶液中的錳離子和高錳酸根離子；將步驟3得到的溶液進(jìn)行第一次過濾，第一次過濾得到第一濾液和濾渣；將第一濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第二次過濾，得到氟化鈉固體和第二濾液；將第二濾液經(jīng)過濃縮、結(jié)晶后，進(jìn)行第三次過濾，得到粗產(chǎn)品氟化鉀固體和第三濾液，粗產(chǎn)品氟化鉀固體經(jīng)重結(jié)晶后，得到產(chǎn)品氟化鉀和第四濾液。本發(fā)明旨在提供一種針對以高錳酸鉀和氟硅酸鈉為原料產(chǎn)生的氟硅酸鹽廢渣的處理和利用的方法。
【IPC分類】C01D3-02
【公開號】CN104591223
【申請?zhí)枴緾N201510053855
【發(fā)明人】彭夢俠, 陳梓云
【申請人】嘉應(yīng)學(xué)院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月2日