从无机氟化物与硫酸的酸性混合物制备氟化氢的方法技术

从无机氟化物与硫酸的酸性混合物制备氟化氢的方法，涉及氟化物，该方法是在常规设备空间内通过控制无机氟化物与硫酸的酸性混合物的反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离工艺操作条件，特别是控制压力条件和温度条件，经传热传质工艺过程使酸性混合物中的水和硫酸、硫酸盐留在液相而制备得到氟化氢气体；氟化氢进行净化可制成４０％的氢氟酸产品或无水氟化氢产品；本发明专利技术适用于来自于化工行业、电子行业、玻璃加工行业、铝合金加工等行业工艺过程中的含氟中间物料或含氟“三废”中的氟元素回收制氟化氢，特别适用于采用湿法生产磷酸、磷肥和其它磷化工产品的企业分离出的含氟物料回收制氟化氢或对含氟“三废”进行综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氟化物，具体而言涉及从化工行业、电子行业、玻璃加工及 铝合金加工等行业的无机或有机物料中的氟化物的回收利用，特别是以氟化 氬的形态进行回收的方法。
技术介绍
众所周知，在氟化工行业、磷化工行业、电子行业、玻璃加工及铝合金 加工等行业的生产过程中会产生含氟元素的废气、废液、废淦，通过对废气 的净化洗涤可转化成废液或废渣。目前这些含氟元素的废液、废渣都未得到 高效的回收利用，仅为达到环保要求进行简单处理。例如磷化工行业以低价值的氟硅酸钠产品形态回收或将含氟元素的废水用石灰中和后排放；氟化工 行业含氟化氢的废^5危酸以低价销售用于磷肥生产；氟化工行业排放的含无机 盐和有机化合物的低浓度氢氟酸则直接送污水处理站用碱性物质中和后外 排；电子行业的含无机氟化物废水也是用碱性物质中和后外排。此外，在氟 化工行业的生产过程中由于有机物的氟化反应不完全，而使得生产有机氟化 物的中间物料中含有较多的氟化氢成分需要分离出来再利用，其氟化氢的分 离回收方法通常有①利用共沸物蒸馏原理采用高温高压精馏分离再利用、 ②用硫酸萃取后高温常压蒸馏回收再利用、③用碱性物料萃取回收再利用。 针对上述含无机氟元素的"三废"问题及氟化工行业中间物料中的氟化 氢分离回收问题，国内外众多科技工作者提出了一系列技术方案。其中与本 专利技术有关联的现有技术方案有由贵州省化工研究院提出的"一种氟化铵盐 的液相酸解方法"(申请号为2006100511784 );由天津化工研究院和云南三环化工有限公司提出的"一种磷肥副产物综合利用的方法"(CN1554570 ); 由四川大学提出的"一种制备高纯无水氟化氢的技术，，(CN1696050 );由美 国霍尼韦尔国际公司提出的"纯化氟化氢的方法"(CN1849261A);由多氟多 化工股份有限公司提出"一种生产氢氟酸的方法"(CN101077770 )和"生 产氢氟酸的方法"(CN101077769 );由应烈荣提出的"一种含氟硫酸提取氢 氟酸的工艺，，(CN1180043 )。现有技术方案的缺点是由于其反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离工 艺过程的操作压力和温度均较高且物料在设备内停留时间较长，对设备结构 和材质的要求非常苛刻，因此极大地缩小了设备结构和材质的选择范围，且 设备还存在使用寿命短和操作安全性低等弊端，特别是对于以氟化铵、氟化 钠、氟化钾、氟化钹等氟化物盐类与硫酸的酸性混合物的加热反应挥发、或 蒸馏分离工艺过程，在现有工业技术水平条件下还没有合适的设备结构和材 质满足其规模化生产的要求。因此，改善酸性混合物的反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离工艺操作 条件与设备的结构和材质的相互适应性，并进一 步提高设备操作的可靠性和 使用寿命以满足规模化生产的要求，是氟元素回收环节急需解决的重大技术 问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从无机氟化物与硫酸的酸性混合物中反应 挥发、或蒸馏分离、或精馏分离出氟化氮气体的工艺技术方法，以克服现有 技术存在的缺点，满足规模化生产的要求。为了实现上述目的，专利技术人通过大量探索性试验、对比试验和条件试 验从而完成了本专利技术。专利技术人所提供的工艺特点是在常规设备空间内 通过控制无机氟化物与硫酸的酸性混合物的反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离工艺操作条件，特别是控制温度条件和压力条件，经传热传质 工艺过程使酸性混合物中的水和硫酸、硫酸盐留在液相而制备得到氟化 氢气体。上述的无机氟化物是氟化铵、或氟化钠、或氟化钾、或氟化镁、或氟化氢；所述的无机氟化物在与硫酸混合之前是气态、或液态、或固态； 所述的无机氟化物成分中以氟离子计的含量为0.5% ~95%;所述的硫酸 浓度以H2S0,计为50% ~ 104. 5% ，且可用其酸酐——三氧化^L替换。上述的无机氟化物与硫酸的酸性混合物是通过硫酸与无机氟化物的 简单混合而得到，或是通过硫酸与含氟化氢的中间物料充分混合，经洗 涤或吸收或萃取而得到，或是通过控制氟化工行业工艺过程中产生的含 氟化氢废硫酸的组成而得到，或是通过硫酸与氟硅酸或氟硅酸盐充分混 合、分解、转化而得到。上述酸性混合物的反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离的工艺操作条 件分别是① 对于无机氟化物是氟化铵、或氟化钠、或氟化钾、或氟化镁时，所 述无机氟化物与硫酸的酸性混合物是将含氟化物的液体物料或固体物料 与一定浓度和重量的硫酸混合均匀而得到，并控制该酸性混合物主要成分的摩尔比为氟化物硫酸水=1 : l ~ 10 : o ~ io，将所述酸性混合物 进行反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离操作，且控制其操作工艺条件为物料温度80 ~ 180°C，气相绝对压力小于0. 08MPa或真空度为-0. 02 ~ -O. lMPa,物料停留时间2 ~ 12 0mi n。② 对于无机氟化物是氟化氬时，所述无机氟化物与硫酸的酸性混合物 是将含氟化氢的气体物料或液体物料与一定浓度和重量的硫酸混合而得 到，该酸性混合物是均匀的液体状态或是含氟化氢的气体物料与硫酸溶液在气液传质设备内的非均相混合状态。并控制该酸性混合物中硫酸与水的摩尔比为硫酸水=1 : o. i ~8，对所述酸性混合物进行蒸馏分离或精馏分离操作，且控制其操作工艺条件为物料温度40。C ~ 18(TC，气相 绝对压力小于0. 08MPa或真空度为-0. 02 ~-0. lMPa,物料停留时间2~ 120min。③ 对于氟化工行业工艺过程中的含氟化氢废硫酸的分离回收及含氟 化氢中间物料的分离回收，所述无机氟化物与硫酸的酸性混合物分别是 通过控制氟化工行业工艺过程中含氟化氢废硫酸的组成使其符合硫酸与 水的摩尔比为硫酸水=1 : 0.1-8而得到；或是通过用一定浓度和重量 的硫酸与含氟化氢的中间物料进行充分混合，以将含氟化氢的中间物料 进行洗涤、或吸收、或萃取，使氟化氢进入硫酸溶液而得到，并控制该酸性混合物中硫酸与水的摩尔比为硫酸水=1 : o. l ~ 8。将所述酸性混合物进行蒸馏分离或精馏分离搡作，且控制其操作工艺条件为物料温 度40 180。C，气相绝对压力小于0. 08MPa或真空度为-0. 02—0. lMPa, 物料4亭留时间2 ~ 120min。④ 对于氟化工行业或磷化工行业回收氟硅酸或氟硅酸盐制氟化氬，所 述无机氟化物与硫酸的酸性混合物是用一定浓度和重量的硫酸与含氟硅 酸或氟硅酸盐的液体物料或固体物料充分混合、分解、转化而得，并控 制该混合、分解、转化而得的酸性混合物中硫酸与水的摩尔比为硫酸 水=1: 0.1-8,将所述酸性混合物进行蒸馏分离或精馏分离操作，且控 制其操作工艺条件为物料温度40。C 180。C,气相绝对压力小于0. 08MPa 或真空度为-O. 02——0. lMPa，物料停留时间2 ~ 120min。上述过程中，温度条件的维持或控制方法分别包括以下方法之一 ①采用换热器对原料或酸性混合物进行换热以维持反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离温度条件；② 不另配换热器，而利用高温原料或高温混合物自身的热量及氟化氩 和水分的气化热以维持反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离温度条件；③ 利用高温中间物料与硫酸直接接触进行传质和传热以维持反应挥 发、或蒸馏分离、或精馏分离温度条件；上述过程中，压力条件的控制是采用往本文档来自技高网...

【技术保护点】
从无机氟化物与硫酸的酸性混合物制备氟化氢的方法，其特征在于该方法是在常规设备空间内通过控制无机氟化物与硫酸的酸性混合物的反应挥发、或蒸馏分离、或精馏分离工艺操作条件，特别是控制温度条件和压力条件，经传热传质工艺过程使酸性混合物中的水和硫酸、硫酸盐留在液相而制备得到氟化氢气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，陈文兴，张筑楠，丁禹，
申请(专利权)人：贵州省化工研究院，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]